Publications

2014

• Interferometric analysis of plasmas induced by filamentation guided electric discharges in air
  
  • Point G.
  • Brelet Yohann
  • Milian C.
  • Arantchouk Léonid
  • Prade Bernard S.
  • Carbonnel Jérôme
  • Couairon A.
  • Mysyrowicz André
  • Houard Aurélien
  , 2014.
• The brightness ratio of H Lyman- α /H 2 bands in FUV auroral emissions: A diagnosis for the energy of precipitating electrons and associated magnetospheric acceleration processes applied to Saturn
  
  • Tao Chihiro
  • Lamy Laurent
  • Prangé Renée
  Geophysical Research Letters, American Geophysical Union, 2014, 41 (19), pp.6644-6651. (10.1002/2014GL061329)
  DOI : 10.1002/2014GL061329
• Preparing ITER Tungsten Divertor Operation in Tore Supra: Physics Basis for the WEST Project.
  
  • Tsitrone E.
  • Bourdelle C.
  • Bucalossi J.
  • Guirlet R.
  • Artaud J.-F.
  • Basiuk V.
  • Bécoulet M.
  • Bufferand H.
  • Ciraolo G.
  • Corre Y.
  • Decker J.
  • Dif-Pradalier Guilhem
  • Dumond R.
  • Ekedahl A.
  • Fedorczak N.
  • Firdaouss M.
  • Garcia J.
  • Ghendrih Ph.
  • Giruzzi G.
  • Grisolia C.
  • Grosman A.
  • Hennequin Pascale
  • Imbeaux Frédéric
  • Maget P.
  • Marandet Y.
  • Meyer O.
  • Missirlian M.
  • Nardon E.
  • Pégourié B.
  • Schneider M.
  • Zagorski R.
  , 2014, CN-221, pp.EX/P5-48.
• Etude expérimentale et numérique de la dynamique et structure de décharges dhélium et hélium/azote à pression atmosphérique dans un tube diélectrique
  
  • Pechereau F.
  • Darny T.
  • Viegas Pedro
  • Robert E.
  • Pouvesle Jm
  • Bourdon Anne
  , 2014.
• Power coupling and electrical characterization of the radio-frequency micro-APPJ
  
  • Marinov Daniil
  • Braithwaite Stj Nicholas
  , 2014.
• Role of the Earth's bow shock in the interaction of coronal mass ejections with the Earth's environment
  
  • Fontaine Dominique
  • Turc Lucile
  • Savoini Philippe
  , 2014.
• Inductively-coupled plasmas in pure Cl<SUB>2</SUB>, O<SUB>2</SUB> and mixtures: measurements of atom, Cl<SUB>x</SUB>O<SUB>y</SUB> and electron densities
  
  • Foucher Mickaël
  • Chabert Pascal
  • Booth Jean-Paul
  , 2014.
• Analyse spectrale des mécanismes de propagation et de dissipation de la turbulence dans les plasmas de vent solaire et de tokamaks
  
  • Dong Yue
  , 2014. Cette thèse s’inscrit dans le cadre de l’étude des transferts spectraux dans la turbulence des plasmas magnétisés. En particulier, nous nous intéressons ici à la turbulence dans le vent solaire et à la turbulence dans les tokamaks. Nous nous appuyons sur des observations spatiales, des si- mulations premiers principes et des systèmes dynamiques simples pour comprendre l’anisotropie et les transferts spectraux dans ces plasmas. La première partie de cette thèse s’attache à introduire le contexte commun, puis spécifique à chacun de ces deux domaines et présenter les notions nécessaires à la compréhension du travail présenté. La seconde partie traite de la turbulence dans le vent solaire. Nous présentons premièrement un travail observationnel sur la variabilité des spectres de la turbulence dans le vent solaire. Nous reprenons avec les données des sondes Helios et Wind l’analyse de Grappin et al. (1990, 1991) faite sur la mission Helios en tenant compte correctement de la cassure spectrale à grande échelle ce qui modifie considérablement le résultat et en particulier resserre la distribution des pentes spectrales autour du couple (5/3,3/2) pour le champ magnétique et le champ de vitesse. Un second pan observationnel du travail sur le vent solaire a été d’étudier l’anisotropie de la turbulence dans le vent solaire en utilisant l’outil de la fonction d’autocorrélation. Nous nous inscrivons dans la suite des travaux de Matthaeus et al. (1990); Dasso et al. (2005) sur la fonc- tion d’autocorrélation. Nous proposons de nouveaux diagnostics sur les méthodes statistiques utilisées, notamment les normalisations, pour construire les fonctions d’autocorrélation et exa- minons les conséquences de ces normalisations sur la mesure de l’anisotropie. Nous apportons également un élément nouveau dans le débat sur la mesure de l’anistropie de la turbulence dans les repères liés au champ magnétique moyen local ou global. Enfin, nous étudions pour la première fois en 3D, les effets de l’expansion transverse du vent solaire sur sa turbulence. Ce travail utilise un schéma théorique et numérique (boîte en expansion) mis au point par Grappin et al. (1993); Grappin and Velli (1996), mais jamais utilisé à 3D. Nos résultats principaux concernent l’évolution de l’anisotropie spectrale et de composante dans le vent, résultant de la compétition entre effets non-linéaire et linéaires (effet Alfvén, expansion du vent). La comparaison avec les observations montre l’efficacité du modèle. Nous décrivons également un nouveau modèle en couche qui permet d’expliquer simplement nos résultats. La troisième et dernière partie traite des transferts spectraux dans la turbulence de tokamak. Nous présentons au lecteur le code de simulation Gysela et les mécanismes de la turbulence qui y règne. Nous apportons un nouveau diagnostic numérique pour comprendre les mécanismes de transferts radiaux de l’énergie dans le cadre du champ magnétique cisaillé du tokamak. Nous apportons de nouveaux éléments de réponse à la question de l’organisation spectrale des avalanches. En plus du rôle connu du couplage toroïdal dans la relaxation de l’apport d’énergie des instabilités ITG vers les modes de ballonnement, nous étudions sa place dans la propagation radiale des avalanches. Nous présentons également un modèle réduit original pour expliquer de manière minimale les régimes de turbulence rencontrés.
• Roles of a plasma grid in a negative hydrogen ion source
  
  • Bacal M.
  • Sasao M.
  • Wada M.
  • Mcadams R.
  , 2015, 1655, pp.020001. The plasma grid is electrically biased with respect to other parts of source chamber wall in both volume sources and sources seeded with alkali metals. The roles of the plasma grid in these two kinds of sources will be described. The main functions of the plasma grid in volume sources are: optimizing the extracted negative ion current, reducing the co-extracted electron current, controlling the axial plasma potential profile, recycling the hydrogen atoms to molecules, concentrating the negative ions near its surface and, when biased positive, depleting the electron population near its surface. These functions are maintained in the sources seeded with alkali metals. However an additional function appears in the Cs seeded sources, namely direct emission of negative ions under positive ion and neutral hydrogen bombardment. (10.1063/1.4916411)
  DOI : 10.1063/1.4916411
• Interaction des nuages magnétiques éjectés par le Soleil avec l'environnement terrestre
  
  • Turc Lucile
  , 2014. Les nuages magnétiques sont des structures émises par le Soleil lors d'éruptions violentes et qui se propagent ensuite dans le système solaire à des vitesses supersoniques. Ils se démarquent du vent solaire ambiant par un renforcement de l'intensité du champ magnétique et une rotation lente de sa direction. Ils sont à l'origine de fortes perturbations dans l'environnement magnétique terrestre qui peuvent avoir des conséquences importantes sur les activités humaines spatiales (satellites, liaisons GPS,...) voire au sol (réseaux électriques,...). Lorsque les nuages magnétiques arrivent au voisinage de la Terre, ils rencontrent tout d'abord le choc d'étrave. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à l'altération de la structure magnétique des nuages magnétiques à la traversée de l'onde de choc terrestre et lors de leur propagation en aval de celui-ci. En effet, toute modification significative aurait alors d'importantes implications pour la prédiction des perturbations induites dans l'environnement terrestre. Ce problème a été abordé sous trois angles différents et complémentaires : l'analyse comparative de données de satellites en orbite autour de la Terre, notamment à partir des observations de la mission Cluster de l’ESA, le développement d'un modèle décrivant de façon globale la traversée du choc et la propagation du nuage en aval de celui-ci, et enfin l'utilisation de simulations numériques qui reproduisent de façon plus réaliste certains éléments de la physique de cette interaction. Les résultats obtenus à l'aide de ces trois approches s'accordent pour montrer que la variation de la structure magnétique des nuages magnétiques au passage de l'onde de choc est étroitement liée à la configuration magnétique du nuage par rapport au choc ; on peut la quantifier par la valeur de $\Theta_{\mathrm{Bn}}$, angle entre la normale au choc et le champ magnétique du nuage en amont de l'onde de choc. Nous montrons qu'une configuration quasi-perpendiculaire ($\Theta_{\mathrm{Bn}} \sim 90^{\circ}$) au niveau du choc modifie peu la structure magnétique du nuage. Lorsque la configuration devient oblique, une rotation de la structure du nuage se produit dans la région située en aval du choc. La structure du nuage est complètement perturbée quand la configuration devient quasi-parallèle. Dans ce dernier cas, on peut observer une inversion du champ magnétique du nuage et le développement de turbulence en aval de l'onde de choc. La modélisation de la région aval permet de localiser des régions favorables à la reconnexion magnétique et donc au développement d'activité magnétique dans l'environnement terrestre. Les simulations numériques permettent en particulier de caractériser les régions turbulentes en aval et aussi en amont de l'onde de choc. Au final, du fait de l'altération de leur structure au passage du choc, certains nuages magnétiques peuvent avoir un impact sur l'environnement terrestre très différent de celui attendu à partir de leurs caractéristiques observées dans le vent solaire, en amont du choc.
• Compressible turbulence in space and astrophysical plasmas : Analytical approach and in-situ data analysis for the solar wind
  
  • Banerjee Supratik
  , 2014. My thesis work is principally dedicated in understanding the role of compressibility in lowfrequency turbulence of space plasmas (the solar wind, magnetospheric plasma etc.) and astrophysical plasmas (interstellar molecular cloud, the core of a star etc.). Three new exact relations have been derived analytically in the framework of isothermal and polytropic hydrodynamic turbulence and also for an isothermal MHD plasma. By using these relations, various universal scalingproperties of compressible turbulence have been investigated. In addition, plausible phenomenologieshave been proposed in order to theoretically reproduce different power laws for energy power spectra which had been obtained in previous numerical simulations of compressible turbulence. A semi-qualitativedistinction between sub-sonic and supersonic regime of turbulence is hence concluded. In the second part, an analysis using THEMIS spacecraft data is also performed in a view to explainingthe effect of the compressibility in the turbulence of the fast solar wind. A remarkable smooth scalingin comparison with incompressible law is obtained for several intervals of fast solar wind. The corresponding turbulent energy flux is also found to be sufficient to explain the anomalous heating of fast solar wind.
• Investigations on the Development of a Compact Laser Based high Flux Neutron Device within the ELI-NP pillar
  
  • Moustaizis S. D.
  • Auvray Philippe
  • Balcou Philippe
  • Ducret J.-E.
  • Hora Heinrich
  • Lalousis P.
  • Larour Jean
  • Henis Z.
  , 2014.
• Space Weather
  
  • Amory-Mazaudier Christine
  , 2014. Earths motions Definition of Space Weather Sun Earth Links through dynamo processes : the main permanent dynamos Solar dynamo Solar wind/magnetosphere dynamo Ionospheric dynamo Earths dynamo Electric current Systems Electrodynamics between high and low latitudes Magnetic indices
• Characteristics of the flank magnetopause: Cluster results
  
  • Haaland S.
  • Reistad J.
  • Tenfjord P.
  • Maes Lukas
  • de Keyser J.
  • Maggiolo R.
  • Anekallu C.
  • Dorville Nicolas
  , 2014.
• Proceedings
  
  • Maes Lukas
  • Maggiolo R.
  • Haaland S.
  • Dandouras I.
  • de Keyser J.
  • Fear R.
  • Fontaine Dominique
  , 2014.
• Interaction of magnetic clouds with the terrestrial bow shock and implications on their geoeffectivity
  
  • Fontaine Dominique
  • Turc Lucile
  • Savoini Philippe
  , 2014.
• Spatial structure of turbulence and its scaling with rho* : observations using radial correlation Doppler reflectometry on ASDEX Upgrade
  
  • Hennequin Pascale
  • Happel T.
  • Schneider P.
  • Conway G. D.
  • Ryter F.
  • Stroth U.
  • Honoré Cyrille
  • Vermare Laure
  • Gürcan Özgür D.
  • Morel Pierre
  , 2014.
• GAM frequency and dynamics compared between Tore Supra experiments and a GYSELA simulation
  
  • Storelli A.
  • Vermare Laure
  • Hennequin Pascale
  • Dif-Pradalier Guilhem
  • Gürcan Özgür D.
  • Sarazin Y.
  • Grandgirard V.
  • Singh Rameswar
  • Morel Pierre
  • Garbet X.
  • Ghendrih Ph.
  • Bourdelle C.
  • Tore Supra Team
  , 2014.
• VESPA: Developing the Planetary Science Virtual Observatory
  
  • Erard Stéphane
  • Cecconi Baptiste
  • Le Sidaner Pierre
  • Capria Maria Teresa
  • Chanteur Gérard
  , 2014, 9. One goal of the Europlanet-RI programme was to set the basis for a European Virtual Observatory (VO) in Planetary Science. The objective in this initial step was to save time during searches in big archives and small databases, as well as to facilitate data access and visualization. The system is based on a new access protocol based on TAP, a specific client to query the available services, and intensive recycling of tools developed for the Astronomy VO. Some new databases were also produced in the Europlanet-RI framework. This system will be extended to all fields of Planetary Science in the frame of the Horizon 2020 programme, and open to external data providers.
• Exploration of Kronian Magnetosheath Turbulence Using Cassini Data
  
  • Hadid L. Z.
  • Sahraoui Fouad
  • Retinò Alessandro
  • Modolo Ronan
  • Kiyani K. H.
  • Canu Patrick
  • Masters A.
  • Dougherty M. K.
  , 2014, 9, pp.EPSC2014-557. The power density spectra and the magnetic compressibility in Saturn's magnetosheath are investigated using in-situ measurements of the fields and particles from Cassini spacecraft mission. Two major results are found. 1) The absence of the f-5/3 Kolmogorov-like inertial range: the averaged magnetic power spectral densities indicate that the spectra jump from a 1/f scaling at the large scales (typical for solar wind spectra, Leamon et al. 1999) directly into the ion scales with a slope of - 2.5 ,without forming any 5/3 inertial range. Furthermore 2) computing the magnetic compressibility we show the dominance of the compressible magnetosonic modes at the kinetic scales compared with Kinetic Alfven Waves (KAW) reported in the solar wind (Sahraoui et al 2009 )
• Spectroscopic analysis of X-pinch plasma produced on the compact LC-generator of Ecole Polytechnique using artificial neural networks
  
  • Yilmaz Mehmet Fatih
  • Eleyan Alaa
  • Arantchouk Léonid
  • Larour Jean
  High Energy Density Physics, Elsevier, 2014, 12, pp.1-4. A back-propagation artificial neural network algorithm is applied to a Mo X-pinch to estimate plasma parameters from typical L-shell spectra in the keV region. The spectrum was generated by a very compact LC-generator (40 kV, 200 kA) for driving 25-μm Mo two-wire X-pinches with a current rise-time of 200 ns. The neural network was trained over a set of synthetic spectra generated using a previously developed L-shell non-LTE collisionally radiative model. As a result, electron temperature and density of the Mo plasma were estimated as Te = 1000 eV and ne = 9 × 1020 cm−3. Furthermore, effects of electron beams on plasma parameters have been investigated through the inclusion of hot electrons in the kinetic model. The small fraction of hot electrons resulted in a better fitting of spectrum and decreased parameters Te = 650 eV and ne = 3 × 1020 cm−3. (10.1016/j.hedp.2014.04.001)
  DOI : 10.1016/j.hedp.2014.04.001
• Plasmas for energy and fusion
  
  • Morel Pierre
  , 2014.
• Multi-banded structure of chorus-like emission
  
  • Macusova E.
  • Santolík O.
  • Cornilleau-Wehrlin Nicole
  • Pickett J. S.
  • Gurnett D. A.
  , 2014. Whistler-mode chorus emissions consist of individual wave packets exhibiting rising, falling tones or other spectral shapes (hooks or shapeless hiss) usually divided into two frequency bands separated by a gap at 1/2 of the electron cyclotron frequency (f(ce)) close to the chorus source region. This configuration is often called banded chorus and it is correlated with the magnetic activity. Several theories have been published to explain how this specific configuration is generated. We present several tens of events of chorus emissions with more than two frequency bands and more than one gap that were found during more than 11 years of Cluster spacecraft measurements (from November 2000). Most of these ``multi-banded emissions'' were observed within 10 degrees of geomagnetic latitude, i.e., inside or very close to the chorus source region. Most of studied events propagate with oblique wave normal angles and were detected under disturbed geomagnetic conditions.
• Statistical properties of wave vector directions of whistler-mode waves in the radiation belts based on measurements of the Van Allen probes and Cluster missions
  
  • Santolík O.
  • Hospodarsky G. B.
  • Kurth W. S.
  • Averkamp T. F.
  • Kletzing C. A.
  • Cornilleau-Wehrlin Nicole
  , 2014.
• Larger Sized Wire Arrays on 1.5MA Z-pinch Generator.
  
  • Safronova Alla S.
  • Kantsyrev Viktor L.
  • Weller Michael E.
  • Shlyaptseva V. V.
  • Shreshta I.
  • Esaulov A. A.
  • Stafford A.
  • Chuvatin Alexandre S.
  • Coverdale C. A.
  • Jones B.
  , 2014, 1639, pp.122. Experiments on the UNR Zebra generator with Load Current Multiplier (LCM) allow for implosions of larger sized wire array loads than at standard current of 1 MA. Advantages of larger sized planar wire array implosions include enhanced energy coupling to plasmas, better diagnostic access to observable plasma regions, and more complex geometries of the wire loads. The experiments with larger sized wire arrays were performed on 1.5 MA Zebra with LCM (the anode-cathode gap was 1 cm, which is half the gap used in the standard mode). In particular, larger sized multi-planar wire arrays had two outer wire planes from mid-atomic-number wires to create a global magnetic field (gmf) and plasma flow between them. A modified central plane with a few Al wires at the edges was put in the middle between outer planes to influence gmf and to create Al plasma flow in the perpendicular direction (to the outer arrays plasma flow). Such modified plane has different number of empty slots: it was increased from 6 up to 10, hence increasing the gap inside the middle plane from 4.9 to 7.7 mm, respectively. Such load configuration allows for more independent study of the flows of L-shell mid-atomic-number plasma (between the outer planes) and K-shell Al plasma (which first fills the gap between the edge wires along the middle plane) and their radiation in space and time. We demonstrate that such configuration produces higher linear radiation yield and electron temperatures as well as advantages of better diagnostics access to observable plasma regions and how the load geometry (size of the gap in the middle plane) influences K-shell Al radiation. In particular, K-shell Al radiation was delayed compared to L-shell mid-atomic-number radiation when the gap in the middle plane was large enough (when the number of empty slots was increased up to ten). (10.1063/1.4904791)
  DOI : 10.1063/1.4904791