Sous-sections
Mots clés : perturbation singulière,
méthode multi-échelle, magnétohydrodynamique, plasma, fusion,
décomposition de domaine, calcul parallèle, équation de
Maxwell, équation de Vlasov .
Résumé :
Nous étudions deux domaines où le champ
électromagnétique joue un rôle important. Le premier
concerne le traitement des métaux liquides par champ
magnétique (brassage, chauffage, guidage...). Le deuxième
concerne le déplacement de particules chargées qui est un
enjeu important pour la fusion thermonucléaire ou les tubes
de faisceaux de particules.
L'une des motivations importantes concerne
la modélisation des procédés de traitement électromagnétique
des métaux liquides. Ceci recouvre de nombreuses applications
; certaines bien établies dans les traitements industriels
des métaux, d'autres en cours d'étude. La modélisation
complète doit prendre en compte les phénomènes
électromagnétiques, hydrodynamiques et thermiques, tout ceci
avec plusieurs types de frontières libres : air/métal liquide
ou liquide/solide pour la solidification. Le modèle s'écrit
avec les équations de Maxwell, les équations de Navier-Stokes
et des lois de comportement à préciser. Nous considérons le
cas où les courants imposés sont de ``hautes fréquences''.
Notre but consiste à justifier l'approximation dite de
``hautes fréquences'' dans laquelle le champ magnétique ne
pénètre pas à l'intérieur du conducteur.
Lorsque les courants imposés sont de hautes fréquences, le
problème à frontière libre se ramène à un problème
d'optimisation de forme ; aussi les problèmes de lévitation
magnétique servent de test aux algorithmes développés dans le
cadre de l'optimisation de forme.
L'étude de déplacements de particules chargées est un
problème important dans l'obtention d'énergie de fusion. Ce
problème fait partie des ``grands challenges'' numériques aux
USA. Pour simuler le déplacement de particules chargées dans
leurs champs auto-consistants, on résout numériquement les
équations de Vlasov-Maxwell en remplaçant éventuellement les
équations de Maxwell par un modèle approché comme Poisson. Vu
les échelles de temps très différentes intervenant dans ces
problèmes, il faut développer des modèles et des méthodes
numériques adaptés.