Modélisation à grande échelle pour les phénomènes éruptifs

Large scale modeling for eruptive events

• Auteur / Autrice : Pierre Chopin
• Direction : Tahar Amari
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des plasmas
• Date : Soutenance le 29/09/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ondes et matière (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement opérateur d'inscription : École polytechnique (Palaiseau, Essonne ; 1795-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Physique Théorique (Palaiseau ; 1958-....)
• Jury : Président / Présidente : Michel Rieutord
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tahar Amari, Luc Damé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marianne Faurobert-Scholl

Mots clés

Mots clés contrôlés

Soleil -- Champ magnétique

Soleil -- Couronne

Mots clés libres

Météorologie de l'espace

Phenomènes éruptif

Champ magnétique

Space weather

Eruptive phenomena

Magnetic field

Résumé

Cette thèse a pour objet la modélisation du champ magnétique de la couronne solaire à l'aide du code de reconstruction non linéaire XTRAPOLS, avec une attention particulière pour les environnements des phénomènes éruptifs. Le caractère novateur des études menées porte sur l'aspect sphérique global de la méthode.Trois études principales de cas sont présentées dans cette thèse. La première concerne les évènements éruptifs de février 2011, géoeffectifs, faisant figurer une région active étendue. Nous mettons en évidences plusieurs structures de tubes de flux torsadés, et caractérisons leur lien avec les structures à grande échelle.La deuxième concerne les évènements du 3 et 4 août 2011. Plusieurs régions actives sont présentes sur le disque solaires, et deux d'entre elles présentent une activité éruptive importante.Là encore, nous mettons en évidences des tubes de flux torsadés dans chacune de ces deux régions active,et mettons en lumière les liens topologiques qui existent entre elles.La Troisième concerne une étude faite dans le cadre d'un groupe NLFFF, pour l'étude de la modélisation non linéaire globale de la couronne. La date correspondant à la reconstruction est celle de l'éclipse totale de soleil du 20 mars 2015. Nous discutons ici de l'impact de différents type de données et de modèles utilisés, et soulignons l'importance de la cohérence temporelle et de l'inclusion du courant dans les régions actives.Les travaux présentés dans cette thèse ont donc permis de caractériser l'environnement global des régions actives éruptives et d'étudier les liens entre les éléments à différentes échelles. Nous présentons en guise d'ouverture différente méthode pour étendre la modélisation au delà de la surface source.

The object of this thesis is the modelisation of the magnetic field of the solar corona using the non linear reconstruction code XTRAPOLS, with a special emphasis on eruptive phenomena environments.The innovative nature of the studies we undertook is the spherical global aspect of the method.Three main works are presented in this dissertation. The first one is about the February 2011 geoeffective events, featuring a large active region. We highlight several twisted flux ropes structures,and characterize their relationship with large scale structures.The second work is about the events of August 3rd and 4th. Several active region are present on the disk,and two of them feature a high eruptive activity. Here again, we find twisted flux ropes in each of the active regions, and we highlight the topological relationship between them.The third is a study performed in the context of an NLFFF group, in order to study the non linear modeling of the global corona. The reconstruction is performed at a date corresponding to the total solar eclipse of march 20th 2015. We discuss the impact of the different types of data and models used, and emphasize on the importance of data temporal coherence and of taking into account coronal currents.Thus, the works presented in this dissertation allowed to characterize the global environment of eruptive active regions, to study the relationship between features at different scales. To go further, we present different methods for extending the model beyond the source surface.