Hydrodynamique globale de la cible

Figure 5.4 – Radiographies de cˆot´e r´esolues en temps obtenue lors des exp´eriences N180212 (`a gauche, sans lame de phase) et N180213 (`a droite, avec lame de phase). La vis´ee du diagnostic est diff´erente entre les deux exp´eriences.

Ces exp´eriences sur l’empreinte laser ont une configuration exp´erimentale similaire `

a celle des deux exp´eriences concernant les plaques perturb´ees pr´esent´ees aux chapitres pr´ecedents. Il s’agit donc dans un premier temps de v´erifier que l’hydrodynamique globale de la cible est semblable pour ces exp´eriences. Pour ce faire, une radiographie de cˆot´e r´esolue en temps permet d’extraire la trajectoire de la feuille en vol au cours du temps. La figure 5.4 pr´esente les radiographies obtenues lors des exp´eriences N180212 et N180213. Un zoom sur la partie utile de ces radiographies est r´ealis´e sur la figure 5.5. Sur les images

5.2. D ´EROUL ´E DE L’EXP ´ERIENCE 147

Figure 5.5 – Zoom sur les trajectoires et sch´ematisation pour la discussion.

de la partie basse, des lignes ont ´et´e trac´ees pour clarifier la desciption qui va suivre. Sur les deux images provenant des exp´eriences N180212 et N180213, une bande sombre est repr´esent´ee, encadr´ee par les lignes rouges et oranges. Cette bande sombre est interprˆet´ee comme la partie la plus dense de la cible. Ainsi, pour l’exp´erience N180213 (`a droite), il vient en rouge le front d’ablation et en orange la face arri`ere de la plaque. Au-dessus de la ligne orange, le signal du backlighter n’est pas absorb´e ce qui explique l’intensit´e du signal d´etect´e dans cette zone, tandis qu’en dessous de la ligne rouge, le plasma en expansion absorbe une partie des rayons X, ce qui donne cette zone grise. La radiographie de l’exp´erience N180212 pr´esente une diff´erence : une zone grise est ´egalement pr´esente derri`ere la partie la plus dense de la cible. Le front d’ablation et la face arri`ere de la plaque dense sont repr´esent´es `a nouveau en rouge et orange respectivement, mais une ligne verte d´elimitant cette zone grise en face arri`ere est ´egalement trac´ee. Cette zone grise est interprˆet´ee comme ´etant due `a la perturbation : de tr`es grandes structures (des bulles) grandissent tellement qu’elles d´eforment la face arri`ere de la feuille en certains endroits.

Ces radiographies sont ensuite analys´ees pour relever pr´ecis´ement la position de la feuille en vol `a diff´erents instants. La figure 5.6 compile les positions des faces arri`eres (repr´esen- t´ees par les lignes oranges ci-dessus) des feuilles en vol pour les deux types d’exp´erience (avec et sans lame de phase pour le faisceau d’empreinte) ainsi que les positions relev´ees dans le cas de la feuille avec perturbation 2D pr´eimpos´ee. Dans le cas de l’exp´erience N180212, les positions relev´ees correspondent au bord de la bande sombre, et non pas `a la zone gris´ee d´ecrite pr´ec´edemment. D’apr`es les radiographies de cˆot´e, la face arri`ere de la

Figure 5.6 – Relev´es de positions de la cible en vol au cours du temps pour les diff´erentes configurations exp´erimentales : en rouge, l’exp´erience avec perturbation pr´eimpos´ee d´ecrite au chapitre 3, en bleu l’exp´erience N180212 et en noir le tir N180213. Les courbes repr´esentent les fits paraboliques associ´es afin de d´eterminer l’acc´el´eration de la plaque.

cible de l’exp´erience N180212, o`u le faisceau d’empreinte n’a pas de lame de phase, semble avoir parcouru davantage de distance que dans le cas d’un faisceau d’empreinte liss´e. En revanche, ces deux exp´eriences 3D pr´esentent une trajectoire de la feuille en vol plus lente que dans le cas 2D ´etudi´e aux chapitres pr´ec´edents. L’acc´el´eration obtenue pour la face arri`ere de la cible est ainsi de g = 6.0µm ns−2 pour l’exp´erience sans lame de phase et de g = 5.6µm ns−2 pour l’exp´erience avec lame de phase. Cette acc´el´eration concerne la face arri`ere de la plaque, et non pas son centre de masse comme pour l’acc´el´eration de g = 6.8 µm ns−2 _{d´etermin´ee num´eriquement au chapitre pr´ec´edent pour l’exp´erience 2D.}

Un autre ph´enom`ene est d’ailleurs observ´e lors des relev´es des positions des fronts d’abla- tion et des faces arri`eres des plaques : la plaque s’´elargit sur la radiographie de la figure N180213. Cet ´elargissement serait lui aussi dˆu `a la croissance de la perturbation : les positions mesur´ees correspondraient en r´ealit´e aux extrema de la perturbation. Les lignes rouges trac´ees sur la figure 5.5 seraient les maxima des aiguilles de fluide dense tandis que la ligne verte pour l’exp´erience N180212 donnerait une indication sur la position du sommet des plus grandes bulles de fluide l´eger. L’hypoth`ese est alors faˆıte que la mesure de l’´epaisseur `a partir des radiographies de cˆot´e donne une estimation de l’amplitude de la perturbation, au sens de l’amplitude entre le sommet de la plus grande bulle et le pied de la plus grande aiguille. La figure 5.7 pr´esente l’amplitude estim´ee au cours du temps de la perturbation comme d´efinie ci-avant. Pour obtenir ces mesures, la position de la face avant de la plaque (le front d’ablation en rouge sur la figure 5.5 est soustraite `a la

5.2. D ´EROUL ´E DE L’EXP ´ERIENCE 149

Figure 5.7 – Amplitude (du sommet de la plus grande bulle au pied de la plus grande aiguille) estim´ee `a partir des radiographies de cˆot´e ; en bleu l’exp´erience N180212 et en noir la N180213.

position de la zone gris´ee en face arri`ere (ligne verte pour l’exp´erience N180212) ou `a la face arri`ere (ligne orange pour l’exp´erience N180213).

5.2.2 Dynamique de la perturbation `

A l’instant initial, la plaque est plane, sans perturbation. Durant les 300 premi`eres picosecondes, les d´efauts du faisceau laser d’empreinte vont se transmettre `a la cible, sur sa face avant. Ensuite, la cible ´etant irradi´ee pendant 30 ns `a intensit´e constante, une phase RM d’environ 9 ns, d’apr`es l’´etude pr´ec´edente en 2D, puis une phase RT vont se succ´eder. La phase d’empreinte et la phase RM libre vont alors aboutir `a la condition ini- tiale de la perturbation au front d’ablation avant l’acc´el´eration de la cible et la croissance de ces d´efauts sous l’effet de l’IRT.

L’ensemble des radiographies de face obtenues sur les diff´erentes exp´eriences sur cette ´

etude sont pr´esent´ees aux figures 5.8 et 5.9. La figure 5.8 pr´esente trois exp´eriences r´ea- lis´ees avec le faisceau d’empreinte B428 dans des conditions semblables. Ces trois exp´e- riences permettent de suivre l’´evolution de la perturbation de t = 11.3 ns pour la premi`ere bande de la radiographie N160816-002 jusqu’`a t = 23.8 ns pour la derni`ere bande sur la radiographie N160816-003. Les instants concern´es sont, dans l’ordre : 11.3 ns, 12.8 ns, 14.2 ns et 15.5 ns pour l’exp´erience N160816-002 ; 15.5 ns, 17.0 ns, 18.5 ns et 19.7 ns pour l’exp´erience N160330-002 ; 19.7 ns, 21.0 ns, 22.4 ns et 23.8 ns pour l’exp´erience N160816- 003. Sur la premi`ere bande (en haut `a gauche), il est presque impossible de distinguer une quelconque perturbation. Sur les suivantes, les structures apparaissent et grandissent