Conf'luence de l'IMFT "Instabilités, auto-organisation et turbulence dans les plasmas basse température"

Les plasmas, milieux complexes et non-linéaires, sont le siège d’une multitude de phénomènes d’instabilités et d’auto-organisation souvent spectaculaires.
Ceci est vrai pour les plasmas naturels (soleil, magnétosphère, foudre) comme pour les plasmas de laboratoires ou industriels (fusion, plasmas pour le traitement de surface, propulsion spatiale à plasma etc...).

Dans les plasmas basses température hors-équilibre, qui sont l’objet de cet exposé, ces phénomènes se manifestent par exemple, par la formation d’arborescences électriques fractales lors d’une décharge électrique sur une surface isolante, par l’auto-organisation de filaments de plasma générant des structures typiques de systèmes de réaction-diffusion, ou, à beaucoup plus basse pression et en présence de champ magnétique à la formation d’une variété d’instabilités dont certaines présentent des analogies avec celles de la mécanique des fluides.

Les non-linéarités dominantes dans ces plasmas sont le résultat des forts couplages entre transport de particules chargées, champs électromagnétiques, ionisation (et autres réactions), cinétique et chauffage des neutres.

Après un rapide rappel des équations fondamentales qui régissent le milieu plasma, et des sources de non-linéarité, nous choisirons quelques exemples caractéristiques pour illustrer la grande variété de ces phénomènes non-linéaires, depuis la formation et la dynamique de
structures auto-organisées dans les plasmas haute pression créés par impulsion microonde, jusqu’aux phénomènes de « transport anormal » en présence de champ électrique et magnétique croisés à très basse pression (conditions typiques des propulseurs plasma pour satellite), associés à la formation de structures turbulentes.