VIII
Avant-propos
sont devenues indispensables aussi bien dans des domaines innovants comme les
nouveaux matériaux, les composants électroniques, la propulsion spatiale et les technologies de dépollution, que dans des domaines plus classiques tels que l’éclairage,
la sidérurgie ou la chimie.
Enfin, la physique des plasmas est l’outil essentiel pour concevoir et comprendre les
différents systèmes mis en œuvre dans le cadre des programmes de recherche sur la
fusion thermonucléaire : fusion inertielle et fusion par confinement magnétique dans
les réacteurs tokamaks.
Il est ainsi d’usage de structurer la recherche en physique des plasmas en trois
grandes communautés et de distinguer respectivement : (i) la physique des décharges
et des gaz faiblement ionisés, (ii) la physique des plasmas thermonucléaires et (iii)
la physique des plasmas naturels. Ces trois communautés de recherches ont en commun un ensemble d’outils, de méthodes et de résultats constituant la physique des
plasmas.
Ce cours, à vocation généraliste, est construit autour de l’ensemble de ces connaissances et résultats communs ou connexes. Il peut être adopté comme manuel de base
aux niveaux L3 et M1 ou comme monographie de référence au niveau M2 pour les
ingénieurs et chercheurs confrontés à des problèmes de physique des plasmas.
Cet ouvrage s’adresse donc aux étudiants en Master et Licence (L3) ainsi qu’aux
élèves des Écoles d’Ingénieurs. Il est issu d’un cours professé ces dernières années
devant différents auditoires : à l’université de Paris XI (Magistère de physique fondamentale, M1 de physique appliquée, L3 de mécanique physique et M2 de physique
des plasmas), à l’École Normale Supérieure de Cachan (L3 EEA), à l’École Polytechnique (M2 de physique des plasmas), à l’École Supérieure d’Électricité (L3) et
à l’École Centrale Paris (M1 MAE et physique appliquée).
Les concepts et méthodes de la physique des plasmas sont présentés ici en cherchant
à concilier deux objectifs différents : (i) d’une part, présenter aux élèves et étudiants
qui en resteront là avec cette discipline, ce qu’est cette science et les sensibiliser
à l’importance des plasmas qui sont aux traitements de l’énergie et des matériaux
ce que les semi-conducteurs sont au traitement du signal ; (ii) d’autre part, donner
une solide formation de base à ceux qui, dans la recherche, l’enseignement, ou l’industrie, seront amenés à pratiquer cette discipline, formation mettant en évidence les
concepts centraux et leurs articulations décisives avec les méthodes spécifiques d’approche des problèmes en physique des plasmas. Ainsi deux lectures sont offertes,
les sept premiers chapitres répondent au premier objectif et la totalité des dix au
deuxième ; le premier chapitre étant essentiellement de nature descriptive et historique et le deuxième étant formé de rappels d’hydrodynamique, d’électrodynamique
et de physique statistique.
Orsay, mai 2005
Avant-propos
sont devenues indispensables aussi bien dans des domaines innovants comme les
nouveaux matériaux, les composants électroniques, la propulsion spatiale et les technologies de dépollution, que dans des domaines plus classiques tels que l’éclairage,
la sidérurgie ou la chimie.
Enfin, la physique des plasmas est l’outil essentiel pour concevoir et comprendre les
différents systèmes mis en œuvre dans le cadre des programmes de recherche sur la
fusion thermonucléaire : fusion inertielle et fusion par confinement magnétique dans
les réacteurs tokamaks.
Il est ainsi d’usage de structurer la recherche en physique des plasmas en trois
grandes communautés et de distinguer respectivement : (i) la physique des décharges
et des gaz faiblement ionisés, (ii) la physique des plasmas thermonucléaires et (iii)
la physique des plasmas naturels. Ces trois communautés de recherches ont en commun un ensemble d’outils, de méthodes et de résultats constituant la physique des
plasmas.
Ce cours, à vocation généraliste, est construit autour de l’ensemble de ces connaissances et résultats communs ou connexes. Il peut être adopté comme manuel de base
aux niveaux L3 et M1 ou comme monographie de référence au niveau M2 pour les
ingénieurs et chercheurs confrontés à des problèmes de physique des plasmas.
Cet ouvrage s’adresse donc aux étudiants en Master et Licence (L3) ainsi qu’aux
élèves des Écoles d’Ingénieurs. Il est issu d’un cours professé ces dernières années
devant différents auditoires : à l’université de Paris XI (Magistère de physique fondamentale, M1 de physique appliquée, L3 de mécanique physique et M2 de physique
des plasmas), à l’École Normale Supérieure de Cachan (L3 EEA), à l’École Polytechnique (M2 de physique des plasmas), à l’École Supérieure d’Électricité (L3) et
à l’École Centrale Paris (M1 MAE et physique appliquée).
Les concepts et méthodes de la physique des plasmas sont présentés ici en cherchant
à concilier deux objectifs différents : (i) d’une part, présenter aux élèves et étudiants
qui en resteront là avec cette discipline, ce qu’est cette science et les sensibiliser
à l’importance des plasmas qui sont aux traitements de l’énergie et des matériaux
ce que les semi-conducteurs sont au traitement du signal ; (ii) d’autre part, donner
une solide formation de base à ceux qui, dans la recherche, l’enseignement, ou l’industrie, seront amenés à pratiquer cette discipline, formation mettant en évidence les
concepts centraux et leurs articulations décisives avec les méthodes spécifiques d’approche des problèmes en physique des plasmas. Ainsi deux lectures sont offertes,
les sept premiers chapitres répondent au premier objectif et la totalité des dix au
deuxième ; le premier chapitre étant essentiellement de nature descriptive et historique et le deuxième étant formé de rappels d’hydrodynamique, d’électrodynamique
et de physique statistique.
Orsay, mai 2005