B.2.8 Z635

Ce tir a utilisé exactement la même configuration que le tir Z591 , mais avec une charge à géométrie carrée, afin de créer une compression 1D de l'échantillon. La charge carrée elle-même ainsi que la transition barreau cylindrique/charge carrée ont été dimensionnées par les SNL et la répartition de courant sur la surface de l'électrode ainsi que l'inductance de la charge, ont été simulées par des codes magnétostatiques.

Figure: tir z635: charge carrée (mesures en $\, \mathrm{mm}$)

Figure B.12: tir z635

Figure B.13: tir z635: signaux VISARs

Le courant secondaire simulé en MHD 2D atteint presque $19 \, \mathrm{MA}$, soit une pression de $4.4 \, \mathrm{Mbar}$ dans la configuration en charge carrée. Or la pression maximale relevée par les VISARs n'est que de $2.3 \, \mathrm{Mbar}$ selon les VISARs les plus `` optimistes ''. Par contre les différents signaux VISARs sont bien en accord entre eux, les variations d'épaisseurs des échantillons se traduisent par des décalages temporels du bon ordre de grandeur (l'écart temporel observé en comparant les échantillons de $400 \, \mathrm{\mu m}$ et de $600 \, \mathrm{\mu m}$, donc pour une distance de $200 \, \mathrm{\mu m}$ correspond à une vitesse du son dans l'échantillon au repos de $3700 \, \mathrm{m/s}$, à comparer avec les valeurs donnée dans la table 4.1 page ). De plus, la compression s'effectue sans chocs, et à priori de façon 1D (du fait de la charge carrée). Le signal VISAR de l'échantillon de $500 \, \mathrm{\mu m}$ est quant à lui mal calé temporellement (pour une raison inconnue). Enfin, les différences d'amplitudes peuvent provenir d'un problème de centrage du barreau central ou du retour de courant.

Figure: z635: charge sans les échantillons

Figure: z635: échantillons collés sur la charge

Figure: z635: mauvais contact électrique

Figure B.17: z635: convection des lignes de courant

Afin d'expliquer les mauvaises performances de cette expérience, deux explications ont été avancées (voir figures B.16 et B.17). La première concerne la réalisation pratique de la charge : en effet, les échantillons n'ont pas été usinés dans la masse du retour de courant mais collés sur un support. Il s'est avéré après étude des photographies B.14 et B.15 de la charge montée, que la qualité des contacts électriques entre ces échantillons et l'électrode au sommet du liner était vraisemblablement médiocre. En effet, la photographie B.14 montre la charge carrée, sans son barreau central, et bien sûr sans l'électrode reliant le sommet du barreau au sommet du retour de courant. Ce retour de courant est percé de trous traversants, sur lesquels se collent les échantillons VISAR . La photographie B.15 est une vue d'un coin de cette même charge, par en dessus (coin inférieur droit). Des échantillons, aux dimensions des faces internes de la charge, sont collés sur le retour de courant (les sections sombres ne sont que des reflets sur la surface des échantillons).

Le courant électrique aurait donc pu se séparer en deux branches, l'une passant sur la surface de l'échantillon, l'autre passant derrière. La mise en vitesse mesurée n'aurait donc pas été représentative du courant injecté dans la charge.

La seconde hypothèse concerne la mise en plasma de l'électrode. Le dimensionnement de la charge carrée utilisait les rapports des inductances entre les différentes parties de la charge pour concentrer la densité de courant à la surface de l'échantillon (c'est à dire au centre des faces de la charge) au détriment des coins de cette charge. Lors de la mise en plasma, le plasma soumis à un gradient de pression magnétique azimutal aurait donc migré vers les coins (zones de plus faible champ magnétique), en entraînant avec lui une certaine proportion du courant. La répartition de densité de courant n'étant pas celle attendue, la pression aurait été bien plus faible^B.11. Des simulations numériques 1D détaillées ont été faites à ce sujet, pour se rendre compte de la capacité d'un plasma issu de l'explosion des électrodes en cuivre d'entraîner le courant avec lui en un temps compatible avec le temps de montée du courant, et il est apparu, d'après les tables d'équations d'état du cuivre que l'on possède, que cet effet ne serait pas responsable de la faiblesse de la pression mesurée (voir section 2.3.4.2.1 page ).

Notes

... faible^B.11

Dans le cas d'un courant uniformément réparti à la surface du retour de courant, la pression magnétique est moitié de celle que l'on obtiendrait avec le même courant mais concentré comme cela était attendu d'après les simulations magnétostatiques.