thesis

Magnéto-convection dans une sphère en rotation rapide : approches numérique et expérimentale de la convection dans les noyaux planétaires

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Jan. 1, 2004

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Nous avons tout d'abord étudié la convection développée en rotation rapide sans champ magnétique. En nous appuyant sur un code numérique Quasi-Gestrophique, nous avons dérivé des lois d'échelles mettant en valeur l'importance des non-linéarités thermique, quel que soit le nombre de Prandtl. L'écart au seuil d'instabilité et le mode de Rossby critique semblent définir la taille et l'intensité des tourbillons convectifs. Ces resultats numériques sont en bon accord avec nos observations expérimentales, en gallium et en eau, des fluctuations de température et des profils de vitesses. Cependant d'étranges comportements (d'intenses jets zonaux) sont observés en eau à grand forçage. L'étude de la magnéto-convection développée a été menée après transformation de l'experience et du code numérique. En accord avec de précédents résultats asymptotiques, l'étude numérique distingue les modes de Rossby modifiés (champ faible) des modes magnétiques (champ fort). L'étude expérimentale, appuyée par les résultats numériques, montre une stabilisation de la convection développée et une modification de la géométrie des cellules en champ faible. Cette inhibition semble en grande partie la conséquence de l'évolution du seuil d'instabilité avec le champ imposé. L'étude numérique de la destabilisation de la convection en présence d'un champ fort amene à une conclusion similaire. Les lois d'echelles dérivées précédemment sans champ magnétique semblent alors rester valable en présence d'un champ imposé.