Du lancement de jets MHD aux rayons cosmiques : la fonction de la turbulence magnétique

• Auteur / Autrice : Fabien Casse
• Direction : Guy Pelletier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique et milieux dilués
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble, Isère, France ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Terre. Ocean. Espace

Astronomie

Jet mhd

Rayonnement cosmique

Turbulence mhd

Theorie cinetique

Magnetohydrodynamique

Disque accretion

Simulation numerique

Résumé

La premiere partie de cette these montre que les disques d'accretion magnetises kepleriens soumis a une turbulence mhd peuvent etre le siege d'une production stationnaire de jets mhd de matiere sous certaines conditions. L'ajout des effets dus a la viscosite du plasma ainsi que l'implementation d'une equation d'energie modelisant une couronne chauffante sont les points cles de cette premiere partie. J'ai en particulier montre a la fois analytiquement et numeriquement que le transport du moment cinetique etait contraint par les proprietes de la turbulence mhd. J'ai aussi montre que la prise en compte de l'equation d'energie plus fine qu'avec des relations polytropiques etait necessaire pour une description plus fidele des jets observes dans l'univers. Une partie de ces processus turbulents ne sont pas descriptibles dans une approche mhd. Ainsi, afin de mieux connaitre les influences de la turbulence magnetique sur le transport de particules chargees, j'ai entrepris une etude sur la diffusion spatiale et angulaire des hadrons avec un champ magnetique chaotique dont la distribution spectrale suit une loi de puissance. J'ai ainsi montre que les coefficients de diffusion spatiale parallele au champ magnetique moyen ainsi que le coefficient de diffusion angulaire extrapolent, dans le domaine de resonance, les resultats de la theorie quasi-lineaire en tres faible turbulence. A l'oppose, dans le domaine inertiel, le coefficient de diffusion perpendiculaire suit un comportement non predit par la theorie quasi-lineaire, assimilable a un regime de diffusion anormale amplifiee par la presence de chaos magnetique. De plus, en dehors du domaine de resonance avec le chaos, les comportements de tous ces coefficients sont differents de ceux attendus. Enfin, l'existence d'un regime de diffusion de bohm a ete demontree pour les niveaux de chaos ou le champ magnetique coherent contribue pour moins de 1% a l'energie magnetique totale.