La gestion des flux de puissance à la paroi de la machine est l'un des principaux enjeux de la fusion par confinement magnétique. Dans les machines expérimentales de prochaine génération, les flux de chaleur vers les surfaces solides dans le divertor dépasseront largement la limite technologiquement acceptable de 10 MW / m2 si aucune mesure n'est prise pour les atténuer. La stratégie envisagée pour faire face à ces conditions repose sur la dissipation du flux de puissance transporté par le plasma en tirant parti de l'interaction du plasma avec des particules neutres (présentes naturellement au voisinage de la surface d'interaction plasma-paroi) ou des impuretés. Le but ultime est de faire fonctionner le plasma dans un régime dit détaché dans lequel la plus grande partie de l'énergie provenant du centre du plasma est convertie en rayonnement avant d'atteindre les surfaces solides.
Les connaissances actuelles montrent que l'obtention du régime détaché est fortement dépendante des mécanismes de transport du plasma dans la direction perpendiculaire au champ magnétique. On sait par ailleurs que la turbulence joue un rôle important, sinon prépondérant, dans ces mécanismes. Réciproquement, des résultats expérimentaux sur plusieurs tokamaks montrent un impact important du détachement sur le transport turbulent dans le plasma de bord. Cette phénoménologie est hautement non linéaire et ne peut être abordée de manière quantitative que sur la base de simulations numériques modélisant l'ensemble de ces phénomènes. Cependant, du fait de la complexité du problème et des moyens de calculs alors disponibles, la modélisation numérique de la turbulence et celle de l'interaction plasma-neutres ont historiquement été 2 domaines disjoints avec, d'un côté, des modèles numériques incluant la physique de l'interaction plasma-neutres mais traitant le transport perpendiculaire de manière ad-hoc et, de l'autre, des codes de simulations de la turbulence n'intégrant pas l'interaction plasma-neutres. Des avancées significatives ont cependant été enregistrées ces dernières années avec le développement d'outils numériques capables de traiter de manière cohérente ces 2 aspects de la physique du plasma de bord.
Cette proposition de stage vise à exploiter un de ces outils numériques avancés pour établir une première analyse de l'interaction mutuelle entre turbulence et particules neutres dans le plasma de bord. Il s'appuie sur le code SOLEDGE3X-EIRENE, développé conjointement entre l'IRFM et l'université d'Aix-Marseille. En s'appuyant sur une base de données existante de simulations numériques, l'étudiant établira une première analyse des effets des particules neutres sur la dynamique de la turbulence ainsi que sur l'effet réciproque des fluctuations turbulentes sur la dynamique des neutres. En fonction des premiers résultats, l'étudiant pourrait également être amené à compléter la base de données existante par de nouvelles simulations.