Publications

2015

• L'enseignement interactif en physique à l'UPMC
  
  • Boisse P.
  • Ayrinhac S.
  • Barbi M.
  • Rezeau Laurence
  • Joyce M.
  , 2015. Depuis 4 ans, de plus en plus d'enseignants-chercheurs physiciens de l'UPMC se sont lancés dans l'enseignement interactif. Ils ont été initiés au départ par le Pr A. Rudolph en visite à l'université. Nous montrerons comment cette pratique pédagogique s'est implantée dans la Faculté, comment elle est utilisée, comment les étudiants réagissent. Nous discuterons aussi des effets en montrant quelques statistiques.
• Density and temperature measurements in ICP's of Cl<SUB>2</SUB>/O<SUB>2</SUB> using high sensitivity ultra broad-band absorption spectroscopy
  
  • Foucher Mickaël
  • Marinov Daniil
  • Carbone Emile
  • Chabert Pascal
  • Booth Jean-Paul
  , 2015.
• A new airborne lidar for remote sensing of canony fluorescence and vertical profil
  
  • Ouni A.
  • Bach J.
  • Mahjoub A.
  • Daumard Fabrice
  • Moya I.
  • Goulas Y.
  , 2016, 119, pp.np. We report the development of a new lidar system for airborne remote sensing of chlorophyll fluorescence (Ch1F) and vertical profile of canopies. By combining laser induced fluorescence (LIF), sun-induced fluorescence (SIF) and canopy height distribution, the new instrument will allow the simultaneous assessment of gross primary production (GPP), photosynthesis efficiency and above ground carbon stocks. Technical issues of the lidar development are discussed and expected performances are presented. (10.1051/epjconf/201611925019)
  DOI : 10.1051/epjconf/201611925019
• Experimental and numerical study of modulation of ionization front propagation velocity in µs helium plasma gun discharge with nitrogen admixture
  
  • Darny Thibault
  • Robert Eric
  • Pechereau François
  • Viegas Pedro
  • Dozias Sebatien
  • Bourdon Anne
  • Pouvesle Jean-Michel
  , 2015. This work reports on experimental and numerical analysis of the effect of nitrogen admixture on the development of helium based atmospheric pressure discharge produced by the Plasma Gun in long dielectric tubes. Besides, the drastic extension of discharge propagation length, reactive species generation can be tailored to specific applications while keeping electric field properties quite constant. This might afford unique opportunities to study specific action of the different plasma components for biomedical applications. Good agreement was found with recently developed model calculations, emphasising the key role of plasma kinetics on the ionization level of the plasma stream connecting the ionization front with the powered electrode of the DBD reactor.
• 2D time−resolved measurement and modeling of electric fields associated with atmospheric pressure plasma streams propagation in dielectric capillaries
  
  • Darny Thibault
  • Robert Eric
  • Pechereau François
  • Dozias Sebatien
  • Bourdon Anne
  • Pouvesle Jean-Michel
  , 2015.
• Reactive adsorption of molecules and radicals on surfaces
  
  • Marinov Daniil
  • Guaitella Olivier
  • Booth Jean-Paul
  • Rousseau Antoine
  , 2015.
• Characterization Of A Neutralizer-Free Gridded Ion Thruster
  
  • Rafalskyi D.V.
  • Aanesland Ane
  , 2015, pp.IEPC-2015-379/STS-2015-b-9025. A gridded electric thruster that operates with only one RF power source providing propellant ionization, ion acceleration and beam neutralization is described here. Acceleration of both ions and electrons is achieved by a single set of extraction grids and the system is therefore neutralizer-free. The concept has a strong technology heritage from existing ion thrusters, where the main difference is due to using RF power for the ion acceleration. The acceleration grids terminating the plasma source are biased by an RF voltage across a blocking capacitor, such that a dc self-bias is formed externally to the plasma between the extraction grids. This self-bias accelerate ions, while electrons are co-extracted in short instance between the RF cycles. It is shown here that the RF acceleration principle allows to almost double the space charge limited ion current through the extraction system. We present experiments that provide a first characterization and principal proof-of-concept of the prototype called Neptune. The Neptune thruster is an ICP-based plasma source with a two-grid system where the RF power of 4 MHz from a single generator is distributed between the ICP inductor and the grids. A broad quasi-neutral ion-electron beam with the ion energy up to 800 eV is successfully generated without the use of a neutralizer. The beam transport is investigated by measuring time-averaged and time-resolved ion and electron energies, fluxes, densities and angular distributions using retarding field energy analyzers, collimated Faraday probe and other electrostatic probes.
• Etude des couches frontières dans les plasmas : Structure et stabilité de la magnétopause terrestre
  
  • Dorville Nicolas
  , 2015. La magnétopause terrestre est la frontière entre le vent solaire (comprimé par une onde de choc) et la magnétosphère de la Terre. Ce type de frontière fine et quasiment étanche se forme naturellement chaque fois que deux plasmas magnétisés se trouvent projetés l’un vers l’autre. Il se produit, dans ce cas comme dans beaucoup d’autres situations astrophysiques, dans un milieu sans collisions. À ce titre, la magnétopause terrestre, qui est accessible à de nombreuses mesures satellitaires in-situ, est exemplaire d’un type très général d’interfaces. Des phénomènes clefs, comme le transport du plasma à travers la frontière, le chauffage et l’accélération des particules chargées ou la reconnexion magnétique, ont lieu à ces interfaces. L’étude et la compréhension détaillées de telles frontières est donc critique pour comprendre la physique fondamentale des plasmas. La magnétopause sépare deux régions de densités et de températures différentes. De plus, le champ magnétique de la magnétosphère et celui porté par le vent solaire n’ont ni la même direction ni la même intensité. On observe donc à la magnétopause une transition qui concerne à la fois la matière, avec deux plasmas qui s’interpénètrent, et les champs. Comment se combinent ces différents types de variations et quelle structure cela donne-t-il à la frontière ? Ce sont les questions que nous étudions dans ce manuscrit. Le cas le plus simple, où la frontière peut être considérée comme localement plane et stationnaire, sera la base de l’étude, mais on montrera aussi dans quelle mesure une frontière agitée par des instabilités et la reconnexion magnétique peut s’écarter de ces modèles les plus simples. Dans la première partie de la thèse, nous effectuons une étude expérimentale de la magnétopause, en utilisant les données de la mission européenne Cluster. Nous montrons comment on peut combiner données magnétiques et ioniques pour obtenir une caractérisation de la normale à la frontière et une coordonnée le long de cette normale, et nous validons ce nouvel outil. Ensuite nous montrons que, lorsque le champ magnétique normal est non nul, la frontière peut former une succession de sous-couches portant séparément les variations de type rotationnelles et compressionnelles. Nous donnons des pistes sur la manière appropriée de les étudier en détail. Dans la seconde partie de la thèse, nous développons un modèle théorique de structure d’équilibre 1-D stationnaire d’une couche de courant de type magnétopause. Cet équilibre est de type "cinétique", ce qui signifie qu’il est valable au niveau de la fonction de distribution et pas seulement au niveau de ses premiers moments, densité, vitesse fluide et pression. Ceci est nécessaire dans un milieu sans collisions dès que les échelles caractéristiques du mouvement des particules, en particulier le rayon de Larmor, ne sont pas tout à fait négligeables vis-à-vis de l’épaisseur de la couche. Un tel équilibre est nécessaire pour initialiser les simulations numériques qui permettent de décrire de manière réaliste une frontière comme la magnétopause et d’étudier le développement d’instabilités telles que l’instabilité de déchirement (qui implique un phénomène de reconnexion). Enfin, nous présentons un nouvel outil pour la construction des spectres et des phases de Fourier dans le cadre des études de turbulence dans les plasmas spatiaux.
• Structure and scaling of GAMs in TCV, Satellite Workshop of the 42nd EPS Plasma Physics Conference, on Electric Fields, Turbulence and Self-Organisation in Magnetized Plasmas (Lisbon) (2015),
  
  • Huang Z.
  • Coda S.
  • Merlo G.
  • de Meijere C. A.
  • Graves J.P.
  • Brunner Stephan
  • Fontana M.
  • Porte L.
  • Vermare Laure
  • Villard Ludovic
  • Wahlberg C.
  • Dominski J.
  • Hennequin Pascale
  • Kraemer-Flecken A.
  , 2015.
• Anomalous spectral laws in differential models of turbulence
  
  • Thalabard Simon
  • Nazarenko Sergey V.
  • Galtier Sébastien
  • Medvedev Sergey
  Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical, IOP Publishing, 2015, 48 (28). Differential models for hydrodynamic, passive-scalar and wave turbulence given by nonlinear first- and second-order evolution equations for the energy spectrum in the $k$-space were analysed. Both types of models predict formation an anomalous transient power-law spectra. The second-order models were analysed in terms of self-similar solutions of the second kind, and a phenomenological formula for the anomalous spectrum exponent was constructed using numerics for a broad range of parameters covering all known physical examples. The first-order models were examined analytically, including finding an analytical prediction for the anomalous exponent of the transient spectrum and description of formation of the Kolmogorov-type spectrum as a reflection wave from the dissipative scale back into the inertial range. The latter behaviour was linked to pre-shock/shock singularities similar to the ones arising in the Burgers equation. Existence of the transient anomalous scaling and the reflection-wave scenario are argued to be a robust feature common to the finite-capacity turbulence systems. The anomalous exponent is independent of the initial conditions but varies for for different models of the same physical system. (10.1088/1751-8113/48/28/285501)
  DOI : 10.1088/1751-8113/48/28/285501
• Capacitively Coupled Radio-Frequency Plasmas Excited by Tailored Voltage Waveforms: Particle-In-Cell/Monte Carlo Simulations in 1 and 2 Dimensions
  
  • Liu Yue
  • Booth Jean-Paul
  • Chabert Pascal
  , 2015.
• The electromagnetic geodesic acoustic mode in the eigenmode and multimode regimes in TCV.
  
  • Coda S.
  • Huang Z.
  • Brunner Stephan
  • de Meijere C. A.
  • Dominski J.
  • Merlo G.
  • Porte L.
  • Vermare Laure
  • Fontana L.
  • Hennequin Pascale
  • Kraemer-Flecken A.
  • Villard Ludovic
  , 2015, pp.I1.101.
• lasma acceleration using a self-bias effect
  
  • Rafalskyi D.V.
  • Aanesland Ane
  , 2015.
• Multiresolution and fast multipole methods for streamer simulations, 42nd European Physical Society Conference
  
  • Bilek P.
  • Bonaventura Z.
  • Duarte Max
  • Bourdon Anne
  , 2015.
• Role of surfaces in CO<SUB>2</SUB> conversion with dielectric barrier discharges
  
  • Guaitella Olivier
  • Auvray Philippe
  • Klarenaar Bart
  • Ponduri Srinath
  • Douat Claire
  • Engeln Richard
  • Welzel S.
  • Sanden Richard van De
  • Sobota Ana
  , 2015.
• Quantitative Diagnostics of Inductive Plasmas in Chlorine, Oxygen and Chlorine-Oxygen Mixtures
  
  • Booth Jean-Paul
  , 2015.
• Electron kinetics in atmospheric-pressure discharges of helium mixtures with N<SUB>2</SUB> and O<SUB>2</SUB>
  
  • Viegas Pedro
  • Bourdon Anne
  • Alves Luís
  • Guerra V.
  , 2015. http://ocs.ciemat.es/EPS2015PAP/pdf/P4.305.pdf
• Solar Wind and planetary magnetospheres
  
  • Modolo Ronan
  • Leblanc François
  • Leclercq Ludivine
  • Chanteur Gérard
  • Chaufray Jean-Yves
  • Curry S.
  , 2015. Solar Wind interacts with solar system objects by exchanging momentum and energy. This transfer is particularly effective in the case of weakly magnetized bodies (Mars, Venus and comets) and small magnetosphere (Mercury). This interaction contributes to the erosion of the gaseous envelop and to the atmospheric dynamic and has therefore an important consequence on the atmospheric evolution of these objects. The electromagnetic coupling with these neutral environments takes place through ionization processes: ionization by solar photons, electron impact ionization (incident plasma electrons ionize the upper atmosphere), and charge exchange between ionized and neutral particles producing a cold ion and a fast neutral. At Mars, as the solar wind flow approaches the ionospheric region, more and more of ions originating from the planet are incorporated. This mass loading becomes more important as we approach the object, contributes to the loss of momentum of the flow, and leads to a pile-up and a twist of magnetic field lines around the object, creating an induced magnetosphere. Meanwhile, Mercury has an intrinsic magnetic field that forms a magnetosphere that is to say, a region governed by the ''planetary'' magnetic field and confined by the Solar Wind and IMF. The magnetosphere is also populated by ions with a planetary origin. The main structures of the solar wind plasma interaction with Mars and Mercury can be usually described using a steady state picture; however time-dependent effects play important roles. In the last couple of years we try to address the response of weakly magnetized bodies and small magnetospheres to different time-dependent drivers. Responses of transient events, such IMF rotation or Solar Wind dynamic pressure variation, to induced and intrinsic magnetospheres are compared by means of sophisticated 3D simulations
• Modelling production of runaways by electron acceleration in streamers
  
  • Bonaventura Z.
  • Chanrion O.
  • Bourdon Anne
  • Neubert T.
  , 2015.
• Experimental Study of Turbulence spatial structure and its scaling with rho
  
  • Hennequin Pascale
  • Schneider Philip
  • Happel T.
  • Ryter F.
  • Birkenmeier Gregor
  • Bustos Andres
  • Medvedeva Anna
  • Conway G. D.
  • Bottereau Christine
  • Clairet F.
  • Dif-Pradalier Guilhem
  • Jenko F.
  • Garbet X.
  • Görler T.
  • Guimarais Luis
  • Gürcan Özgür D.
  • Honoré Cyrille
  • Morel Pierre
  • Nikolaeva V.
  • Prisiazhniuk D.
  • Simon P.
  • Stroth Ulrich
  • Vermare Laure
  • Asdex Upgrade Team The
  , 2015, pp.I1.102.
• Capacitively coupled CF<SUB>4</SUB> discharges excited by tailored waveforms: experiments and kinetic simulations
  
  • Bruneau Bastien
  • Johnson Erik
  • Booth Jean-Paul
  • Lafleur Trevor
  • Gans T.
  • O'Connell D.
  • Greb Arthur
  • Korolov Ihor
  • Derszi Aranka
  • Donkó Z.
  • Schuengel E.
  • Schulze J.
  , 2015.
• An expression for the hl factor in low-pressure electronegative discharges
  
  • Chabert Pascal
  , 2015.
• A model for inductively coupled plasmas in O2 including vibrational kinetics
  
  • Annusova Adriana
  • Guerra V.
  • Booth Jean-Paul
  • Foucher Mickaël
  • Marinov Daniil
  • Chabert Pascal
  , 2015.
• Space and time-resolved study of plasma columns generated by laser filamentation guided electric discharges
  
  • Point G.
  • Arantchouk Léonid
  • Brelet Yohann
  • André Y-B.
  • Mysyrowicz André
  • Houard Aurélien
  , 2015.
• Magnetic Reconnection in HEDP : Hybrid simulations
  
  • Smets Roch
  • Fuchs J. C.
  , 2015.