Thèse soutenue

Similitudes et autosimilarité en physique des hautes densités d’énergie : application à l’astrophysique de laboratoire

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Auteur / Autrice : Émeric Falize
Direction : Serge Bouquet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Astronomie et astrophysique
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Observatoire de Paris (1667-....)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....)
Jury : Président / Présidente : Christophe Sauty
Examinateurs / Examinatrices : Serge Bouquet, Paul R. Drake, Jean Heyvaerts, Gilles Chabrier, Alain Munier, Jean-Pierre Chièze
Rapporteurs / Rapporteuses : Paul R. Drake, Jean Heyvaerts

Résumé

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Cette thèse traite du nouveau domaine très prometteur qu’est l’astrophysique de laboratoire et a pour but de renforcer le lien entre expériences à l’aide de lasers de puissance et situations astrophysiques. Tout d’abord je justifie l’approche de l’astrophysique de laboratoire en élaborant de nouvelles lois d’échelle en hydrodynamique radiative à partir de la théorie des groupes de Lie. Pour la première fois, il est montré rigoureusement que les plasmas en présence de rayonnement en astrophysique peuvent être reproduits de manière homologue en laboratoire par des plasmas laser. Cette étude m’a conduit à proposer un nouveau projet expérimental (le projet POLAR) qui vise à mieux comprendre la physique de la colonne d’accrétion des variables cataclysmiques magnétiques. Ce projet est l’un des premiers visant à la création d’une véritable maquette d’un objet astrophysique. Dans un second temps, j’ai construit un ensemble de nouvelles solutions auto-semblables décrivant la dynamique des gaz polytropiques et le collapse radiatif à partir de la transformation de Burgan-Feix-Munier. Je montre explicitement que cette dernière apparaît comme une méthode unificatrice permettant de générer un ensemble complet de solutions auto-semblables. Ces solutions m’ont permis d’appréhender la physique de base des phénomènes mis en jeu ainsi que de valider le code de simulation numérique que j’ai développé au cours de cette thèse. Elles se révèlent également adaptées à la modélisation des expériences de jets de laboratoire réalisées auprès de l’installation LULI2000 dont l’objectif est la reproduction des phénomènes d’éjection de plasmas que l’on rencontre autour des étoiles jeunes.