1.2.2 Principe de fonctionnement

La compression de flux consiste à piéger du flux magnétique dans une surface (donc on se place à flux magnétique constant) et à faire varier cette surface au cours du temps. Le flux magnétique est défini par la relation^1.2:

$$\Phi = \int \!\!\!\! \int_{\mathcal{S}} \overrightarrow{B} \cdot \overrightarrow{dS}$$

Ce champ magnétique traversant une surface $\mathcal{S}$ est lié à un courant électrique $I$ circulant dans le contour conducteur $\mathcal{C}$ de celle-ci par l'intermédiaire de l'inductance $L$:

$$\int \!\!\!\! \int_{\mathcal{S}} \overrightarrow{B} \cdot \overrightarrow{dS} = L I$$

La variation de surface au cours du temps est donc similaire à une variation d'inductance au cours du temps: le courant qui circulait dans une inductance $L_1$ se met donc à circuler dans une inductance $L_2$, mais en respectant la loi de conservation du flux:

$$\Phi_1 = \Phi_2 \quad \Rightarrow \quad L_1 I_1 = L_2 I_2$$

Si l'on fait circuler un courant initial $I_1$ dans une grande inductance $L_1$ puis que l'on réduit fortement cette inductance jusqu'à une valeur $L_2$, on obtient donc une amplification du courant telle que $I_2 = I_1 \frac{L_1}{L_2}$. Cette variation brutale d'inductance se fait en réduisant la surface à travers laquelle passe le flux magnétique par un dispositif externe; celui-ci peut être un explosif poussant un matériau conducteur contre une partie conductrice fermant le circuit ou bien un plasma propulsé par les forces de Laplace ( $\overrightarrow{j} \wedge \overrightarrow{B}$) contre un barreau conducteur fermant le circuit (dispositif étudié au CEG ).

Les forts courants créés par un compresseur de flux peuvent alors être utilisés pour la génération de hautes pressions (via la pression magnétique), pour alimenter un z-pinch, ...

Notes

... relation^1.2

$\overrightarrow{B}$ étant le vecteur champ magnétique en un point donné de la surface étudiée et $\overrightarrow{dS}$ un élément de surface