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Inertial confinement fusion experiments on large laser facilities such as the LMJ in Bordeaux or the NIF in the United States, involve the propagation of lasers through large plasmas (several millimeters). A large number of instabilities called wave coupling are likely to appear, and scatter the light in a different direction from the incident electromagnetic wave. In particular, Raman and Brillouin backscattering, as well as energy exchange between laser beams result from these wave couplings. Techniques called optical smoothing are used in large facilities to try to reduce these phenomena. The beams, once smoothed, are composed of many micrometric hot spots called speckles. During these experiments, the beams, focused around a target, are going to cross each other. The coupling of two coherent electromagnetic waves in a non-linear medium (the plasma), can induce an energy exchange between the two beams. The crossing of the lasers creates an interference grating, where the ponderomotive force expels the electrons. The ions follow the electrons due to the electrostatic spring force, generating a density modulation, or acoustic wave, which diffracts the electromagnetic waves from one beam to the other. This exchange, called Cross-beam Energy Transfer (CBET) takes place if the lasers have slightly different frequencies, or if the latter are equal but the plasma is moving in the direction of the acoustic wave. We have shown that, although these two situations are often considered equivalent in hydrodynamic models, they are in fact different. This is due to the fact that the exchange is commonly calculated by considering the laser beams as plane waves, i.e. neglecting the laser smoothing. In order to demonstrate this non-equivalence, we first studied an academic situation, considering the crossing of two laser beams each constituted of 4 Gaussian speckles. Different simulations have been performed with a particle-in-cell kinetic code, solving the Vlasov and Maxwell equations. The simulations showed that when the interaction is induced by a moving plasma, plane wave models are able to predict the exchange between the Gaussian beams. By contrast, when the exchange is induced by different laser frequencies, plane wave models overestimate the energy transfer. Moreover, we were able to distinguish two different configurations for the case where the laser frequencies are different. In the first case, the acoustic waves from different speckle crossings are in phase, and a constructive interference results from their interaction. In the other case, the waves are out of phase resulting in a destructive interference. It has been shown that although the exchange is greater in the in-phase case, the exchange remains lower than in the plasma flow case. The phase shift is therefore not the only source of difference between the two situations in which CBET appears. These results were obtained by considering a weakly Landau-damped plasma, i.e. a situation where the acoustic wave propagates and may encounter several speckle crossings before being damped. In a second step, a more realistic modeling of the smoothed beams has been adopted. For this purpose, the fields of a smoothed laser beam have been computed in an exact way, allowing to perform more accurate simulations and to build a model taking into account the real structure of the speckles. The previous results concerning the non-equivalence between the plasma flow and wavelength shift cases have been confirmed, even in the case of a strongly Landau-damped plasma. We were then able to show that the resonance conditions allowing the energy transfer to take place are also affected by the laser smoothing. In particular, the resonance width is broadened by the spatial smoothing.; Les expériences de fusion par confinement inertiel sur les grandes installations laser, telles que le LMJ à Bordeaux ou le NIF aux États-Unis, nécessitent la propagation des lasers à travers des plasmas de grandes tailles (plusieurs millimètres). Un grand nombre d'instabilités dites de couplages d'ondes peuvent apparaître, et diffusent la lumière dans une direction différente de l'onde électromagnétique incidente. En particulier, les diffusions arrières Raman et Brillouin, ainsi que l'échange d'énergie entre faisceaux laser en résultent. Des techniques dites de lissage optique sont utilisées pour tenter de réduire ces phénomènes. Les faisceaux, une fois lissés, sont constitués de nombreux points chauds micrométriques nommés speckles. Lors de ces expériences, les faisceaux, focalisés autour d'une cible, vont être amenés à se croiser.Le couplage de deux ondes électromagnétiques cohérentes dans un milieu non-linéaire (le plasma), peut induire un échange d'énergie entre les faisceaux. Le croisement des lasers crée un réseau d'interférences, où la force pondéromotrice expulse les électrons. Les ions suivent les électrons à cause de la force de rappel électrostatique. Cela crée une modulation de densité, ou onde acoustique, qui diffracte les ondes électromagnétiques d'un faisceau vers l'autre. Cet échange, nommé Cross-beam Energy Transfer (CBET) a lieu si les lasers ont des fréquences différentes, ou si ces dernières sont égales mais que le plasma est en mouvement dans la direction de l'onde acoustique. Nous avons montré que, bien que ces deux situations soient souvent considérées comme équivalentes dans les modèles hydrodynamiques, elles sont en réalité différentes. Ceci est dû au fait que l'échange est communément calculé en considérant les faisceaux laser comme des ondes planes, c'est-à-dire en négligeant le lissage laser. Afin de démontrer cette non-équivalence, nous avons, dans un premier temps, étudié une situation académique, en considérant le croisement de deux faisceaux lasers constitués chacun de 4 speckles Gaussiens. Différentes simulations ont été effectuées grâce à un code cinétique "particle-in-cell", résolvant les équations de Vlasov et de Maxwell. Les simulations ont montré que lorsque l'interaction est induite par un plasma en mouvement, les modèles du type onde plane sont en mesure de prédire l'échange entre les faisceaux Gaussiens. Au contraire, lorsque l'échange est induit par des fréquences laser différentes, ces modèles surestiment le transfert d'énergie. Nous avons aussi mis en évidence deux configurations distinctes dans le cas où les fréquences laser sont différentes. Dans la première situation, les ondes acoustiques issues de différents croisements de speckles sont en phase, et une interférence constructive résulte de leur interaction. Dans l'autre situation, les ondes sont déphasées ce qui donne une interférence destructive. Nous avons montré que, bien que l'échange soit plus important dans la situation en phase, il demeure inférieur au cas flot de plasma. Le déphasage n'est donc pas la seule cause de la différence entre une interaction avec ou sans flot. Nos résultats ont été obtenus en considérant un plasma faiblement amorti, où l'onde acoustique se propage et peut rencontrer plusieurs croisements de speckles avant que son amplitude n'ait significativement décru. Dans un second temps, nous avons considéré une situation plus proche de celle d'un croisement de faisceaux lissés. Nous avons calculé exactement le champ d'un faisceau laser lissé, ce qui a permis d'effectuer des simulations plus précises et de construire un modèle tenant compte de la structure réelle des speckles. Les résultats précédents ont été confirmés, même dans le cas d'un plasma fortement amorti. Nous avons également pu montrer que les conditions de résonance permettant au transfert d'énergie d'avoir lieu sont elles aussi affectées par le lissage laser. En particulier, le lissage spatial augmente la largeur de résonance.

This thesis is dedicated to the study of turbulent mixing in flows with variable density and non-uniform transport coefficients. We use a new direct numerical simulation (DNS) code based on a two-dimensional domain decomposition, capable of taking into account variable density and diffusive contributions. At first, we consider the case of turbulence in weakly-coupled plasmas under isotropic compression, which can experience a sudden dissipation of kinetic energy due to the growth of the viscosity coefficient due to temperature increase. In this case, in addition to DNS we use a spectral model based on the Eddy-Damped Quasi-Normal Markovian closure. We evidence the sensitivity of the flow dynamics to initial conditions for homogeneous isotropic turbulence and an inhomogeneous spherical turbulent layer. In the latter case, we find, also, the first hint of a sudden diffusion effect. The importance of initial conditions is also shown in the study of the variable density unstably stratified homogeneous turbulence. If the initial density contrasts are sufficiently strong, the large scales of the flow are modified with the consequent modification of the self-similar scaling laws. Finally, we consider an idealized configuration of inertial confinement fusion implosion, with both variable density and transport coefficients effects. During the compression, we evidence the competition between the plasma molecular diffusion, which is enhanced by the temperature increase, and the turbulent diffusion, which on the contrary decreases due to the increased viscous dissipation. In the last phase of the implosion, we highlight a sudden diffusion process, where compressed spherical mixing layers are quickly diffused., Cette thèse est consacrée à l’étude du mélange turbulent dans des écoulements à densité variable et à coefficients de transport non uniformes. Nous utilisons un nouveau code de simulation numérique directe (DNS) basé sur une décomposition bidimensionnelle du domaine, capable de prendre en compte la densité variable et les contributions diffusives. Dans un premier temps, nous considérons le cas de la turbulence dans les plasmas faiblement couplés en compression isotrope, qui peuvent subir une dissipation soudaine d’énergie cinétique due à la croissance du coefficient de viscosité par une augmentation de la température. Dans ce cas, en plus des DNS, nous utilisons un modèle spectral basé sur la fermeture Eddy-Damped Quasi-Normal Markovian. On démontre la sensibilité de l’écoulement aux conditions initiales pour une turbulence homogène isotrope et une couche sphérique turbulente. Dans ce dernier cas, nous trouvons aussi la première indication d’un effet de diffusion soudain. L’importance des conditions initiales est également mise en évidence par l’étude de la turbulence homogène stratifiée instable à densité variable. Si les contrastes de densité initiale sont suffisamment forts, les grandes échelles de l’écoulement sont modifiées avec pour conséquence la modification des lois d’échelle des états autosemblables. Enfin, nous considérons une configuration idéalisée d’implosion de fusion par confinement inertiel, avec des effets de densité variable et des coefficients de transport. Pendant la compression, nous mettons en évidence la compétition entre la diffusion moléculaire du plasma, qui est renforcée par l’augmentation de la température, et la diffusion turbulente, qui au contraire diminue en raison de la croissance de la dissipation visqueuse. Dans la dernière phase de l’implosion, nous mettons en évidence un processus de diffusion soudaine, où les couches de mélange sphériques en compression sont rapidement diffusées.

The problem of strong quasi-static magnetic field generation is a challenge in laser-plasma interaction physics. Proposed 30 years ago, the use of the laser-driven capacitor-coil scheme, which stands out for its compact design while not needing any additional pulsed power source besides the laser power, only recently demonstrated its potential.This thesis work aims at characterizing the underlying physics and at developing this scheme. We demonstrated the generation of strong quasi-static magnetic fields by laser (500 J, 1 ns-duration and ~10^17 W/cm^2 intensity) of several hundreds of Teslas and duration of 2-3 ns. The B-field space- and time-evolutions were characterized using three independent diagnostics: B-dot probes, Faraday rotation and proton-deflectometry). The characterization of the underlying physical processes involved also X-ray diagnostics of the laser-irradiated zone and optical shadowgraphy of the coil rod expansion.A novel application of externally applied magnetic fields to guide relativistic electron beam in dense matter has been carried out and the obtained results set the ground for improved high-energy-density transport in matter. Indeed, allowing sufficient time for the dense target magnetization, a factor 5 improvement of the electron energy-density flux at 50µm-depth was evidenced.Besides, the generation of high discharge currents consecutive to short laser pulse irradiation (50 J

In the framework of the inertial confinement fusion, a pellet filled with the deuterium-tritium fuel is imploded, either through laser irradiation (direct drive, laser – low atomic number target interaction) or by the black body radiation from a cavity converting the laser radiation (indirect drive, laser – high atomic number target interaction).In both cases, a correct modeling of the electron transport is of first importance in order to have predictive hydro-radiative simulations. Nonetheless, it has been shown early on that the hypothesis of the linear transport are not valid in the framework of a solid target irradiated by a high power laser (I~1014 W/cm²). This is due in part to very steep temperature gradients (kinetic effects, so-called « non-local ») and because of a magnetic field self-generated through the thermo-electric effect. Finally, the heat flux and the magnetic field are strongly coupled through two mecanisms: the advection of the field with the heat flux (Nernst effect) and the rotation and inhibition of the heat flux by the plasma's magnetization (Righi-Leduc effect).In this manuscript, we will first present the various electron transport models, particularly the non-local with magnetic field model included in the hydro-radiative code FCI2. Following, in order to validate this model, we will compare it first against a kinetic code, and then with an experiment during which the magnetic field has been probed through proton radiography. Once the model validated, we will use FCI2 simulations to explain the source and transport of the field, as well as its effect on the interaction.Finally, the reconnection of the magnetic field, during the irradiation of a solid target by two laser beams, will be studied., Dans le cadre de la fusion par confinement inertiel, une capsule contenant le combustible de deutérium-tritium est implosée soit par irradiation laser (attaque directe, interaction laser – cible de numéro atomique faible), soit par un rayonnement de corps noir émis par une cavité convertissant le rayonnement laser (attaque indirecte, interaction laser – cible de numéro atomique élevé).Dans les deux cas, une modélisation correcte du transport électronique est cruciale pour avoir des simulations hydro-radiatives prédictives. Cependant, il a été montré très tôt que les hypothèses d'un mécanisme de transport linéaire ne sont pas applicables dans le cadre de l'irradiation d'une cible solide par un laser de puissance (I~10^14 W/cm²). Cela est dû d'une part à des gradients de température très importants (effets cinétiques dits « non-locaux ») ainsi qu'à la présence d'un champ magnétique auto-généré par effet thermo-électrique. Enfin, le flux de chaleur et le champ magnétique sont fortement couplés au travers de deux mécanismes : le transport du champ magnétique par le flux de chaleur (effet Nernst) et la rotation et inhibition du flux de chaleur par la magnétisation du plasma (effet Righi-Leduc).Dans le présent manuscrit, nous commencerons par exposer les différents modèles de transport électronique, et en particulier le modèle non-local avec champ magnétique, implémenté dans le code hydro-radiatif FCI2. Par la suite, nous chercherons à valider ce modèle par des comparaisons avec un code cinétique, puis avec une expérience lors de laquelle le champ magnétique a été mesuré par radiographie proton. Cela fait, nous utiliserons le code FCI2 pour expliquer la source et le transport du champ, ainsi que son effet sur l'interaction.Enfin, nous étudierons la reconnexion du champ magnétique, lors de l'irradiation d'une cible par deux faisceaux lasers.

Hydrodynamic simulations in high-energy-density physics and inertial con nement fusion require a detailed description of energy uxes. The leading mechanism is the electron transport, which can be a nonlocal phenomenon that needs to be described with quasistationary and simplified Fokker-Planck models in large scale hydrodynamic codes. My thesis is dedicated to the development of a new nonlocal transport model based on a fast-moving-particles collision operator and on a first moment Fokker-Planck equation, simplified with an entropic closure relation. Such a closure enables a better description of the electron distribution function in the limit of high anisotropies, where small scale electrostatic instabilities could be excited. This new model, so called M1, is successfully compared with the well known nonlocal electron transport model proposed by Schurtz, Nicolaï and Busquet, using different collision operators, and with the reduced Fokker-Planck model, based on a small-anisotropies polynomial closure relation (P1). Several typical configurations of heat transport are considered. We show that the M1 entropic model may operate in two and three dimensions and is able to account for electron transport modifications in external magnetic fields. Moreover, our model enables to compute realistic electron distribution functions, which can be used for kinetic studies, as for the plasma stability in the transport zone. It is demonstrated that the electron energy transport may strongly modify damping of Langmuir and ion acoustic waves, while the simplified nonlocal transport models are not able to describe accurately the modifications of the distribution function and plasma wave damping. The structure of the M1 model allows to naturally take into account self-generated magnetic fields, which play a crucial role in multidimensional simulations. Moreover, magnetic fields could also be used for the focusing of energetic particles in alternative ignition schemes. The M1 model reproduces the results of the local transport theory in plasma, developed by Braginskii, in a broad range of degrees of magnetization and predicts new results in the nonlocal regime. This work constitutes a first validation of the entropic closure assumption in the weakly-anisotropic regime. It can be added to the existing tests, in the strongly-anisotropic regimes.; Les simulations hydrodynamiques pour la physique de haute densité d'énergie ainsi que pour la fusion par confinement inertiel exigent une description détaillée de flux d'énergie. Le mécanisme principal est le transport électronique, qui peut être un phénoméne non local qui doit être décrit avec des modèles de Fokker-Planck, stationnaires et simplifiés dans les codes hydrodynamiques à grande échelle. Mon travail thèse est consacré au développement d'un nouveau modèle de transport non local basé sur l'utilisation d'une méthode de fermeture entropique pour la résolution des premiers moments de l'équation de Fokker-Planck agrémentée d'un opérateur de collision dédié. Une telle fermeture permet une bonne résolution des fortes anisotropies de la fonction de distribution électronique dans les régimes où le développement d'instabilités électrostatiques à petite échelle le requiert. Ce modèle aux moments (M1) est comparé avec succès au modèle de Schurtz, Nicolaï et Busquet (SNB), référent dans le domaine du transport électronique non local. Ce modèle, basé sur l'hypothèse d'une faible anisotropie de la fonction de distribution sous-jacente induisant une relation de fermeture polynomiale (P1), utilise un opérateur de collision simplifié dont nous avons proposé une amélioration. Après avoir considéré plusieurs configurations typiques de transport de chaleur, nous avons montré que le modèle M1 ultidimensionnel peut prendre naturellement en compte des effets d'un plasmas magnétisés sur le transport électronique. De plus, ce modèle permet de calculer des fonctions de distribution utiles aux études cinétiques comme la stabilité du plasma dans la zone de transport. Nous confirmons avec notre modèle que le transport d'énergie électronique peut fortement modifier l'amortissement des ondes de Langmuir et des ondes acoustiques ; contrairement aux modèles non locaux simplifiés, M1 décrit les modifications de la fonction de distribution et l'amortissement des ondes du plasma. La structure du modèle permet également de prendre en compte naturellement des champs magnétiques autogénérés, qui jouent un rôle crucial dans des simulations multidimensionnelles. Ces champs magnétiques pourraient également être étudiés pour concentrer l'énergie dans les schémas d'ignition. Enfin, nous montrons que le modèle M1 reproduit les résultats de la théorie locale élaborée par Braginskii pour tous les niveau de magnétisation et propose de nouveaux résultats pour le régime non local. Ce travail constitue une première validation de l'utilisation des fermetures entropiques, dans les régimes de faibles anisotropies, qui va s'ajouter aux tests dans les régimes fortement anisotropes.

The purpose of this work is to present some of the works undertaken at CELIA laboratory (CEA, CNRS, Université Bordeaux I) in the field of numerical modeling of highly compressible fluid flows. This activity within the team Interaction-Inertial Confinement Fusion-Astrophysics, had as main objective the development of robust numerical schemes devoted to the numerical simulation of high energy density plasma physics. This work was realized by writing the CHIC code, which is a software for designing and restoring experience in the field of Inertial Confinement Fusion (ICF). The theoretical model describing the implosion of a laser target is a system of partial differential equations in the center of which is the Euler equations written in Lagrangian formalism, coupled with diffusion equations modeling the nonlinear transport of energy by electrons and photons. In this talk, after a brief review of the physical context, we describe two novel methods which constitute the backbone of the CHIC code. These are two high-order finite volume schemes respectively dedicated to solving the equations of Lagrangian hydrodynamics and the anisotropic diffusion equations on bi-dimensional unstructured grids. The first scheme, called EUCCLHYD (Explicit Unstructured Lagrangian Hydrodynamics), solves the equations of gas dynamics on a moving mesh that moves at the speed of the fluid\cite{phm7,phm7bis}. It is obtained from a general formalism based on the concept of sub-cell forces. In this context, the numerical fluxes are expressed in terms of the sub-cell force and the nodal velocity. Their determination is based on three basic principles: geometric compatibility between the movement of nodes and the volume change of mesh (Geometric Conservation Law), compatibility with the second law of thermodynamics and conservation of total energy and momentum. The high-order extension is performed using a method based on solving a generalized Riemann problem in the acoustic approximation. The second scheme, called CCLAD (Cell-Centered Lagrangian Diffusion), solves the anisotropic heat equation. The corresponding discretization relies on a discrete variational formulation based on the sub-cell that allows to build a multi-point approximation of heat flux. This high-order discretization makes possible the resolution of the equations of anisotropic diffusion with satisfactory accuracy on highly distorted Lagrangian meshes. The accuracy and robustness of these numerical methods are demonstrated on representative test cases.; L'objet de ce travail est de présenter une partie des travaux entrepris au laboratoire CELIA (CEA, CNRS, Université Bordeaux I) dans le domaine de la modélisation numérique des écoulements fortement compressibles. Cette activité au sein de l'équipe Interaction-Fusion par Confinement Inertiel-Astrophysique, a eu pour objectif principal la mise au point et le développement de schémas numériques robustes dédiés à la simulation numérique des plasmas à haute densité d'énergie appliquée à la production d'énergie par fusion. Ces travaux se sont concrétisés par l'écriture du code CHIC (Code d'Hydrodynamique et d'Implosion du CELIA), logiciel permettant de concevoir et de restituer des expériences dans le domaine de la Fusion par Confinement Inertiel (FCI). Le modèle théorique numérique décrivant l'implosion d'une cible laser est un système d'équations aux dérivées partielles au centre duquel on trouve les équations d'Euler écrites dans le formalisme lagrangien, couplées à des équations de diffusion non linéaires modélisant le transport de l'énergie par les électrons et les photons. Dans cet exposé, après un bref rappel du contexte physique, nous décrirons les deux méthodes originales qui constituent l'ossature numérique du code CHIC. Il s'agit de deux schémas numériques d'ordre élevé du type volumes finis dédiés respectivement à la résolution des équations de l'hydrodynamique lagrangienne et à la résolution d'équations de diffusion anisotrope sur des maillages bi-dimensionnels non-structurés. Le premier schéma, dénommé EUCCLHYD (Explicit Unstructured Lagrangian HYDrodynamics), permet de résoudre les équations de la dynamique des gaz sur un maillage mobile qui se déplace à la vitesse du fluide. Il est obtenu à partir d'un formalisme général basé sur le concept de forces de sous-mailles. Dans ce cadre, les flux numériques sont exprimés en fonction des forces de sous-mailles et de la vitesse des noeuds. Leur détermination repose sur les trois principes fondamentaux suivants : compatibilité géométrique entre le mouvement des noeuds et la variation de volume des mailles (loi de conservation géométrique), compatibilité avec le second principe de la thermodynamique et conservation de l'énergie totale et de la quantité de mouvement. L'extension de ce schéma à l'ordre deux est mise en place à l'aide d'une méthode basée sur la résolution d'un problème de Riemann généralisé dans l'approximation acoustique. Le second schéma, appelé CCLAD (Cell-Centered LAgrangian Diffusion), concerne la résolution de l'équation de la chaleur anisotrope non-linéaire. La discrétisation correspondante s'appuye sur une formulation variationnelle locale au niveau des sous-mailles qui permet de construire une approximation multi-points du flux de chaleur. Cette discrétisation d'ordre élevé rend possible la résolution des équations de la diffusion anisotrope avec une précision satisfaisante sur des maillages lagrangiens fortement déformés. La précision et la robustesse de ces méthodes numériques sont démontrées sur des cas-tests représentatifs.

The framework of this PhD thesis is the inertial confinement fusion for energy production, in the context of the electron fast ignition scheme. The work consists in a characterization of the transport mechanisms of fast electrons, driven by intense laser pulses (1019 ≠ 1020 W/cm2) inboth cold-solid and warm-dense matter.The first goal was to study the propagation of a fast electron beam, characterized by a current density > 1011 A/cm2, in aluminum targets initially heated close to the Fermi temperature by a counter-propagative planar shock. The planar compression geometry allowed us to discriminate the energy losses due to the resistive mechanisms from collisional ones by comparing solid and compressed targets of the same initial areal densities. We observed for the first time a significant increase of resistive energy losses in heated aluminum samples. The confrontation of the experimental data with the simulations, including a complete characterization of the electron source, of the target compression and of the fast electron transport, allowed us to study the time-evolution of the material resistivity. The estimated resistive electron stopping power in a warm-compressed target is of the same order as the collisional one.We studied the transport of the fast electrons generated in the interaction of a high-contrast laser pulse with a hollow copper cone, buried into a carbon layer, compressed by a counterpropagative planar shock. A X-ray imaging system allowed us to visualize the coupling of thelaser pulse with the cone at different moments of the compression. This diagnostic, giving access to the fast electron spatial distribution, showed a fast electron generation in the entire volume of the cone for late times of compression, after shock breakout from the inner cone tip. For earlier times, the interaction at a high-contrast ensured that the source was contained within the cone tip, and the fast electron beam was collimated into the target depth by self-generated magnetic fields. These conclusions were obtained by a confrontation of experimental data to simulation results.The hydrodynamic characterization of the shock-induced target compression was performed using a X-ray point projection radiography technique, allowing to visualize a propagation of the shock front into the target, its collision with the cone tip and its subsequent sliding along the cone walls. The measurements are in agreement with hydrodynamic simulations.; Cette thèse se place dans le contexte de la fusion thermonucléaire pour la production d’énergie, dans le cadre de l’allumage rapide par faisceaux d’électrons chauds. Le travail présenté a pour but de caractériser la source de faisceaux d’électrons rapides, accélérés par lasers intenses (1019≠1020 W/cm2), et leur propagation dans des plasmas denses aussi bien à l’état solide quecomprimé.La première étude présentée avait pour but d’étudier la propagation d’électrons rapides, caractérisés par une densité de courant > 1011 A/cm2, dans des cibles d’aluminium chauffées à la température de Fermi par un choc plan contra-propagatif, qui les comprimait à deux fois la densité du solide. La géométrie de compression plane nous a permis de dissocier les pertesd’énergie dues aux effets résistifs et collisionnels, en comparant des cibles solides et comprimées de masses surfaciques identiques. Nous avons observé pour la première fois une augmentation des pertes d’énergie d’origine résistive dans les échantillons chauffés. La confrontation des données expérimentales avec les simulations, incluant une caractérisation complète de la source électronique, de l’état de compression des cibles et du transport d’électrons, a permis d’étudier l’évolution temporelle de la résistivité du matériau. Elle a notamment permis d’estimer que le pouvoir d’arrêt résistif dans les cibles tièdes et denses est d’amplitude comparable au pouvoir d’arrêt collisionnel.Dans la deuxième étude, nous avons analysé l’accélération et le transport d’électrons rapides produits lors de l’interaction d’un laser à haut contraste avec un cône de cuivre, enchâssé dans un bloc de carbone, et comprimé par un choc plan contra-propagatif. Un système d’imagerie X a permis de visualiser le couplage entre le faisceau laser intense et le cône à différents instants de la compression. Ce diagnostic, donnant accès à la distribution spatiale du faisceau d’électrons chauds, a montré une génération d’électrons dans tout le volume du cône pour des temps supérieurs au temps de débouché de choc au niveau de la pointe. Pour des temps antérieurs, l’interaction se produit à haut contraste, la source est restreinte au niveau de la pointe du cône, et la propagation collimatée des électrons vers l’intérieur de la cible est assurée par les champs magnétiques auto-générés. Ces conclusions ont été obtenues en confrontant les données expérimentales aux simulations.Une caractérisation hydrodynamique de la compression par choc de la cible a été effectuée à l’aide d’une technique de radiographie X, permettant de visualiser la propagation du front de choc dans la cible, sa collision avec la pointe du cône et son glissement le long des parois. Les mesures sont en accord avec des simulations hydrodynamiques.

The shock ignition concept in inertial confinement fusion uses an intense power spike at the end of an assembly laser pulse. the key feature of shock ignition are the generation of a high ablation pressure, the shock pressure amplification by at least a factor of a hundred in the cold fuel shell and the shock coupling to the hot-spot. in this theses, new semi-analytical hydrodynamic models are developed to describe the ignitor shock from its generation up to the moment of fuel ignition. A model is developed to describe a spherical concerging shock wave in a pre-heated hotspot. The self-similar solution developed by Guderley is perturbed over the shock Mach number Ms >>1. The first order correction accounts for the effects of the shock strength. An analytical ignition criterion is defined in terms of the shock strength ans th hot-spot areal density. The ignition threshold is higher when the initial Mach number of the shock is lower. A minimal shock pressure of 20 Gbar is needed when it enters the hot-spot. The shock dynamics in the imploding shell is the analyzed. The shock is propagating into a non inertial medium with a high radial pressure gradient and an averall pressure increase with time. The collision with a returning shock coming from the assembly phase enhances further the ignitor shock pressure. The analytica theory allows to des cribe the shock pressure and strength evolution in a typical shock ignition implosion. It is demonstrated that, in the case of the HiPER target design, a generation shock pressure near the ablation zone on the order of 300-400 Mbar is needed. An analysis of experiments on the strong shock generation performed on the OMEGA laser facility is presented. It is sown that a shock presssure close to 300 Mbar near the ablation zone has been reached with an absorbed laser intensity up to 2 x 10(15) W:cm-2 and a laser wavelength of 351 nm. This value is two times higher than the one expected from collisional laser absorption only. That significant pressure enhancement is explained by contribution of hot-electrons generated by non-linear laser/plasma interaction in the corona. The proposed analytical models allow to optimize the shock ignition scheme, including the inuence of the implosion parameters. Analytical, numerical and experimental results are mutualy consistent.; Le schéma d'allumage par choc pour la fusion par confinement inertiel utilise une impulsion laser intense à la fin d'une phase d'assemblage de combustible. Les paramètres clefs de ce schéma sont la génération d'une haute pression d'ablation, l'amplification de la pression du choc généré par un facteur supérieur à cent et le couplage du choc avec le point chaud de la cible. Dans cette thèse, de nouveaux modèles semi-analytiques sont développés afin de décrire le choc d'allumage depuis sa génération jusqu'à l'allumage du combustible. Tout d'abord, un choc sphérique convergent dans le coeur pré-chauffé de la cible est décrit. Le modèle est obtenu par perturbation de la solution auto-semblable de Guderley en tenant compte du nombre de Mach du choc élevé mais fini. La correction d'ordre un tient compte de l'effet de la force du choc. Un critère d'allumage analytique est exprimé en fonction de la densité surfacique du point chaud et de la pression du choc d'allumage. Le seuil d'allumage est plus élevé pour un nombre de Mach faible. Il est montré que la pression minimale du choc, lorsqu'il entre dans le coeur de la cible, est de 20Gbar. La dynamique du choc dans la coquille en implosion est ensuite analysée. Le choc se propage dans un milieu non inertiel avec un fort gradient de pression et une augmentation temporelle générale de la pression. La pression du choc est amplifiée plus encore durant la collision avec une onde de choc divergente provenant de la phase d'assemblage. Les modèles analytiques développés permettent une description de la pression et de la force du choc dans une simulation typique de l'allumage par choc. Il est démontré que, dans le cas d'une cible HiPER, une pression initiale du choc de l'ordre de 300 Mbar dans la zone d'ablation est nécessaire. Il est proposé une analyse des expériences sur la génération de chocs forts avec l'installation laser OMEGA. Il est montré qu'une pression du choc proche de 300Mbar est atteinte près de la zone d'ablation avec une intensité laser absorbée de l'ordre de 2 X 10(15) W.cm-2 et une longueur d'onde de 351 nm. Cette valeur de la pression est deux fois plus importante que la valeur attendue en considérant une absorption collisionnelle de l'énergie laser. Cette importante différence est expliquée par la contribution d'électrons supra-thermiques générés durant l'interaction laser/plasma dans la couronne. Les modèles analytiques proposés permettent une optimisation de l'allumage par choc lorsque les paramètres de la phase d'assemblage, sont pris en compte. Les diverses approches analytiques, numériques et expérimentales sont cohérentes entre-elles.