Modes localisés en périphérie, ELM pour faire court, sont l'une des perturbations du confinement du plasma qui sont causées par l'interaction entre les particules de plasma chargées et la cage de champ magnétique de confinement. Lors des événements ELM, le plasma de bord perd son confinement pendant une courte période et projette périodiquement des particules de plasma et de l'énergie vers l'extérieur sur les parois des vaisseaux. Typiquement, un dixième de l'énergie totale peut ainsi être éjecté brutalement. Alors que la génération actuelle de dispositifs de fusion de taille moyenne peut y faire face, de gros appareils comme ITER ou une future centrale électrique ne seraient pas en mesure de résister à cette contrainte.

Méthodes expérimentales pour atténuer, supprimer ou éviter les ELM ont déjà été développés avec succès dans les dispositifs de fusion actuels (voir PI 3/2020). Après de nombreux travaux antérieurs, il a maintenant été possible pour la première fois au moyen de simulations informatiques d'identifier le déclencheur responsable de l'apparition explosive de ces instabilités de bord et de reconstruire le cours de plusieurs cycles ELM - en bon accord avec les valeurs observées expérimentalement. Une publication acceptée dans la revue scientifique La fusion nucléaire explique cette condition préalable importante pour prédire et éviter les instabilités ELM dans les futurs dispositifs de fusion.

L'instabilité de l'ELM s'accumule après une phase calme d'environ 5 à 20 millisecondes - en fonction des conditions extérieures - jusqu'à ce qu'en une demi-milliseconde, entre 5 et 15 % de l'énergie stockée dans le plasma soit projetée sur les parois. Ensuite, l'équilibre est rétabli jusqu'à la prochaine éruption de l'ELM.

Les théoriciens du plasma autour du premier auteur Andres Cathey de l'IPP, qui proviennent de plusieurs laboratoires du programme fusion européen EUROfusion, ont pu décrire et expliquer en détail les processus physiques complexes à l'origine de ce phénomène :comme une interaction non linéaire entre les effets déstabilisants - la forte augmentation de la pression plasma au bord du plasma et l'augmentation de la densité de courant - et le flux plasma stabilisant. Si la puissance de chauffage introduite dans le plasma est modifiée dans la simulation, le résultat calculé montre le même effet sur le taux de répétition des ELM, c'est-à-dire la fréquence, comme une augmentation de la puissance de chauffe dans une expérience plasma à ASDEX Upgrade tokamak :expérience et simulation sont en accord.