Doctorant (H/F) : Caractérisation et modélisation d'instabilités non-linéaires dans les plasmas contena

Sujet de thèse :
Ce projet fait suite à la découverte par le GREMI de l'existence d'instabilités non linéaires de type MMOs (Mixed Mode Oscillations) dans les plasmas froids contenant des nanoparticules. Ces oscillations ont été observées dans de rares expériences de plasmas créés par décharge continue sans nanoparticules, mais n'ont jamais fait l'objet d'études précises dans les plasmas dits "poussiéreux". Le GREMI dispose ainsi d'une expérience plasma unique permettant d'obtenir et d'étudier ces oscillations particulières. Leur modélisation sera envisagée grâce à une collaboration interdisciplinaire avec l'IDP basé sur le même campus. Le couplage entre expériences plasma et approche mathématique est particulièrement originale et ambitieuse. Des avancées dans cette étude auraient un double impact à la fois pour les plasmas poussiéreux qui verraient émerger un système d'équations différentielles pouvant simuler les observations, et pour la modélisation mathématique des systèmes dynamiques qui verrait un nouveau champ d'application pour ses équations.
Ce sujet interdisciplinaire est à l'interface de la physique, de l'ingénierie et des mathématiques. Il permet d'approfondir des aspects liés au contrôle des procédés plasmas fortement impliqués dans l'industrie, à la description mathématique des systèmes dynamiques stochastiques et à la compréhension des phénomènes hors équilibre en améliorant leur contrôle et leur prédiction. L'extension de modèles mathématiques utilisés pour la description de systèmes oscillants en chimie, biologie et climatologie au domaine des plasmas permettrait de mieux comprendre et maîtriser l'origine de ces instabilités. Ce nouveau domaine d'application permettra en retour d'améliorer la compréhension et le caractère prédictif de ces systèmes d'équations impliqués dans de nombreux domaines, notamment sur le rôle du bruit entraînant des perturbations encore mal appréhendées.
Dans ce contexte, le travail de thèse abordera à la fois les aspects expérimentaux et théoriques des MMOs. Au GREMI, le/la doctorant(e) créera un plasma basse pression à l'intérieur duquel il synthétisera des nanoparticules et il/elle recherchera les conditions expérimentales optimales qui permettent de contrôler les instabilités. Il/elle réalisera notamment les expériences avec une nouvelle alimentation radiofréquence en cours d'installation. Il/elle prendra en main la partie diagnostic qui consiste à mesurer le courant de décharge et à coupler ses variations avec de l'imagerie rapide du plasma. Il/elle développera des programmes de traitement d'images pour extraire les évolutions du plasma et du nuage de nanoparticules durant les instabilités. Il/elle se familiarisera avec les méthodes de représentation des données dynamiques et recherchera une méthode de classement des différents types de MMOs observées. Il/elle réalisera les expériences pour différents gaz plasmagène (Ar, Kr, Xe), afin d'identifier le
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