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Soutenance de thèse de Mlle Ngoc Minh Trang Vu

Publié le 7 octobre 2014
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Date de l'évènement : Mercredi 12 novembre à 14h00
Salle A042 à l'Esisar,
Pour y accéder, vous pouvez consulter le plan d'accès: cliquez ici

Approche hamiltonienne à ports pour la modélisation, la réduction et la commande des dynamiques des plasmas dans les tokamaks

RESUME DE THESE

La formulation port-hamiltonien est une méthode de modélisation des systèmes physiques fructueuse via les échanges d'énergie intrinsèques entre différents domaines énergétiques. Cette méthode est un candidat potentiel pour la modélisation du dynamique du plasma (gaz ionisé) dans les tokamaks, réacteurs nucléaire de type fusion (dans lequel deux ou plusieurs noyaux atomiques entrent en collision à une vitesse très élevée et se rejoignent pour former un nouveau type de noyau atomique).

Dans ce travail, un modèle de port-hamiltonien est dérivé pour le thermiques-Magnéto-Hydro-Dynamique (TMHD) de plasma dans les tokamaks. Il permet une description modulaire du comportement dynamique complexe du système. Cela signifie que chaque sous-domaine peut être modélisé séparément, toutes les inter-domaines et multi-domaines couplages sont déterminés afin de construire un modèle 3D complet.

L'étape suivante consiste à dériver un modèle qui comprend la plupart des propriétés physiques intéressantes du système d'origine, et est suffisamment simple pour être utilisé pour une synthèse de contrôle efficace. Procédé de réduction géométrique symplectique est utilisée pour obtenir un modèle réduit 1D qui peut conserver le produit de la puissance, le spectre ainsi que la structure du système après la réduction. Une méthode de contrôle s'appelé IDA-PBC (Interconnexion et cession d'amortissement - Passivité Based Control), le contrôle plus général de l'énergie à base de système port hamiltonien, est étudiée dans cette thèse.

Les résultats numériques sont validés par rapport aux données de simulation obtenus à partir de deux simulateurs des tokamaks différents: Tore-Supra OUEST (CEA / Cadarache, France) simulateur et le code RAPTOR pour le système de contrôle en temps réel TCV tokamak (CRPP / EPFL, Lausanne, Suisse ).



The port-Hamiltonian approach for the modelling, reduction and control of plasma's dynamics in tokamaks

ABSTRACT

The port-Hamiltonian framework is a fruitful modelling method of physical systems via the intrinsic energy exchanges between different energetic domains. This method is a potential candidate for the modelling of the plasma (ionized gases) dynamics in nuclear fusion (in which two or more atomic nuclei collide at a very high speed and join to form a new type of atomic nucleus) facilities called Tokamaks.

In this work, a port-Hamiltonian model is derived for the Thermal-Magneto-Hydro-Dynamics (TMHD) of plasma in tokamaks. It allows a modular description of the subsystem complex dynamic behavior. That means each subdomain is separated modeled, then all the inter-domain and multi-domain couplings are determined to build a complete 3D model.

The following stage is to derive a model which consists most of the interesting physical properties of the original system, and is simple enough to be used for an efficient control synthesis. The symplectic geometric reduction method is employed to obtain a 1D reduced model which can conserve the power product, spectrum as well as the system structure though out the reduction. A control method called IDA-PBC (Interconnection and Damping Assignment - Passivity Based Control), the most general energy based control for port-Hamiltonian system, is investigated in this thesis.

The obtained numerical results are validated against the simulation data obtained from two different Tokamak simulators: the Tore-Supra WEST (CEA/Cadarache, France) simulator and the RAPTOR code for the TCV tokamak real-time control system (CRPP/ EPFL, Lausanne, Switzerland).

 
MEMBRES DU JURY

M. Jacques BLUM ; Professeur, Université Nice Sophia Antipolis, Rapporteur
M. Sylvain BRÉMOND ; Docteur, STEP/IRFM, CEA, Cadarache , Examinateur
M. Laurent LEFÈVRE ; Professeur, Université Grenoble Alpes, Directeur de thèse
M. Bernhard MASCHKE ; Professeur, Université Claude Bernard Lyon 1 , Examinateur
M. Rémy NOUAILLETAS ; Docteur, STEP/IRFM CEA, Cadarache, Co-Directeur de thèse
M. Olivier SAUTER ; Professeur, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse, Examinateur
M. Arjan van der SCHAFT ; Professeur, University of Groningen, The Netherlands, Rapporteur

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Rédigé par Jennyfer Duberville

mise à jour le 7 octobre 2014

Grenoble INP Institut d'ingénierie Univ. Grenoble Alpes