Plasmas magnétisés produits par laser : transport de chaleur et ondes de souffle

Les champs magnétiques sont omniprésents en physique des hautes densités d'énergie. Qu'ils soient imposés extérieurement ou auto-générés, ils modifient profondément les propriétés du plasma et ce quel que soit l’échelle considéré. Par exemple, ils réduisent la mobilité des particules chargées et façonnent les rémanents de supernova. Ainsi, ils jouent un rôle central tant dans le laboratoire que dans l'Univers. Dans cette thèse, leurs effets sur le transport de chaleur et la structure des ondes de souffle collisionnelles seront étudiés expérimentalement dans le cadre de la fusion par confinement inertiel (FCI) et de l'astrophysique de laboratoire.Dans la première partie, le transport de chaleur magnétisé est étudié dans des plasmas produits par laser, au moyen d'une plateforme capable de générer des champs jusqu'à 20 T. Les conditions plasmas sont caractérisées par de nombreux diagnostics, dont la diffusion Thomson résolue spatialement et temporellement. Nos résultats apportent une preuve directe de l’inhibition des flux thermiques par les champs magnétiques externes, ainsi que de la suppression du préchauffage. Cela se traduit par une augmentation significative de la température. La fonction de distribution des vitesses électroniques mesurées est nettement non Maxwellienne, témoignant ainsi d’un chauffage par bremsstrahlung inverse.Dans la seconde partie de cette thèse, la plateforme expérimentales ainsi que ces diagnostics sont réemployés afin de prouver l’impacte de champs magnétiques même modestes sur la structure des ondes de souffle. Lorsqu'ils sont appliqués perpendiculairement à la direction de propagation des ondes de souffle, ces dernières s'écartent de la solution Sedov–Taylor, et l’énergie est dissipée le long du front de choc par effets résistifs. Un champ parallèle, quant à lui, canalise le plasma formant une structure de type jet. Pour cette expérience, un diagnostic basé sur l’effet Stark–Zeeman fut développé, permettant ainsi une mesure non-intrusive des conditions du plasmas et des caractéristiques du champs magnétique, une fois le diagnostic couplé au code PPPB.Nos résultats suggèrent que l’utilisation de champs magnétiques de l’ordre de la dizaine de tesla pourrait améliorer les processus de FCI en augmentant la température du combustible et en atténuant le préchauffage. Ils fournissent aussi une référence expérimentale pour l’étude des ondes de souffle magnétisées, et forment ainsi une base pour interpréter la morphologie de leurs équivalents astrophysiques.