Dans les expériences de Fusion par Confinement Inertiel (FCI), des faisceaux lasers intenses traversent une cavité remplie de gaz. qui est rapidement ionisé. Ils se propagent dans le plasma ainsi formé et sont soumis à différentes instabilités néfastes pour réaliser la fusion. Des techniques dites de lissage optique sont utilisées pour tenter de réduire ces instabilités. Elles consistent à briser les cohérences spatiales et temporelles des faisceaux lasers afin que leurs tailles et temps caractéristiques soient plus petits que ceux requis pour le développement des instabilités. La brisure de la cohérence spatiale est réalisée par une lame de phase qui va répartir l’énergie laser en une multitude de grains de lumière appelés points chauds. La brisure de cohérence temporelle s’effectue en élargissant le spectre grâce à un modulateur de phase et en dispersant chacune des fréquences grâce à un réseau. La connaissance des caractéristiques des points chauds (largeur, longueur, contraste, temps de cohérence, vitesses …) est importante pour prédire le niveau des instabilités et celles-ci peuvent évoluer en fonction du temps et au cours de la propagation des faisceaux.

Par souci de simplicité, les instabilités se développant lors de l’interaction laser-plasma sont le plus souvent étudiées autour du point de focalisation des faisceaux lasers. Or dans les expériences de FCI, les faisceaux sont focalisés près du trou d’entrée laser de la cavité qui a une longueur d’environ 1 cm. Des instabilités peuvent donc se produire à la fois en amont du meilleur foyer (à l'extérieur de la cavité) et aussi et surtout en aval de celui-ci (assez loin à l’intérieur de la cavité). Le but de la thèse est d’étudier comment le développement de certaines instabilités peut varier lorsqu’il se produit loin du meilleur foyer du faisceau laser. Nous nous concentrerons sur les instabilités de propagation (autofocalisation, diffuson Brillouin vers l’avant) et sur la rétrodiffusion Brillouin. Le travail sera réalisé grâce à de nombreux outils de diagnostics et à des codes numériques existants.

Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre plusieurs unités du CEA.

Les codes utilisés par notre laboratoire depuis plusieurs années ont donné lieu à de nombreuses publications. Ils pourront cependant être améliorés en fonction des besoins pour les études réalisées. L’objectif principal du travail de thèse sera d'évaluer les différentes options envisageables du lissage sur le Lase MegaJoule (LMJ) lorsque les instabilités se développent en champ intermédiaire, c’est-à-dire loin du meilleur foyer laser.