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Vendredi 25 Janvier à 14h - Salle de conference 1er Etage - LGIT

Marine Peyrot - Equipe TCM

Titre

Instabilité paramétrique de la dynamo de Ponomarenko

Résumé

La plupart des objets astrophysiques (planètes, soleil, étoiles…) possèdent leur propre champ magnétique, et ce en l’absence de source extérieure. L’hypothèse couramment admise à ce jour est celle d’un processus dynamique, lié à la conversion d’énergie mécanique en énergie magnétique, et se traduit par un mécanisme d’instabilité électromagnétique pouvant apparaître dans les fluides conducteurs de l’électricité. Ce mécanisme est appelé : ‘effet dynamo’. A l’heure actuelle, on ne connaît pas de critère permettant de déterminer si un écoulement conduit, ou ne conduit pas à l’effet dynamo, et le problème de la dynamo reste un problème ouvert. Des expériences en laboratoire ont été développées dans le but de reproduire cet effet, et à ce jour seulement trois d’entre elles ont fonctionnées.

Dans ce contexte, nous avons étudié théoriquement et numériquement l’influence de fluctuations de grandes échelles sur le seuil de l’instabilité dynamo. Ces fluctuations sont soupçonnées augmenter le seuil, et pourrait expliquer les difficultés qu’ont les expériences dynamos pour atteindre le seuil.

Pour cela, nous avons résolu le problème cinématique pour un champ de vitesse hélicoïdal, auquel nous avons rajouté à sa partie stationnaire, une modulation périodique dans le temps, également hélicoïdale. Pour un champ de vitesse hélicoïdal stationnaire des études précédentes ont montré que pour de grands nombres de Reynolds magnétique le champ magnétique était généré au niveau d’une surface caractérisée par une condition de résonance sur le champ de vitesse. Pour un champ de vitesse modulé, nous avons montré que pour une faible amplitude de modulation, c’est la condition de résonance portant sur la partie stationnaire qui gouverne la génération du champ magnétique. Pour une grande amplitude de modulation, c’est la condition de résonance portant sur la modulation qui contrôle la génération du champ magnétique. Dans la plupart des cas et si la condition de résonance est vérifiée pour les deux parties du champ de vitesse, on trouve que le seuil augmente en fonction de l’intensité de la modulation, puis diminue tout en restant supérieur au seuil de l’écoulement stationnaire de même géométrie. Si la condition de résonance n’est pas vérifiée pour la modulation, alors le seuil augmente drastiquement avec son intensité.
Cette étude suggère que l’optimisation des expériences dynamo dépend non seulement de la partie stationnaire du champ de vitesse, mais aussi des fluctuations de grande échelle. Si ces dernières ne sont pas optimisées alors le seuil dynamo peut augmenter drastiquement, même si celles-ci sont de faible intensité.

Mots clés

Effet dynamo, Magnétohydrodynamique, Expériences dynamos, Fluctuations de grandes échelles, Ecoulement de Ponomarenko