Simulation bi-dimensionelle d'une onde de choc magnetosonore supercritique en propagation quasi-perpendiculaire : application au choc magnetospherique terestre

par PHILIPPE SAVOINI

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de JEAN L. BOBIN.

Soutenue en 1991

à Paris 6 .

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  • Résumé

    L'interaction entre le vent solaire et l'obstacle magnetique que constitue la magnetosphere terrestre se traduit par la presence d'une onde de choc en amont de cette magnetosphere. Le choc apparait comme une zone de transition qui permet la conversion de l'energie dirigee du vent solaire amont (ralentissement) en d'autres formes d'energie du plasma aval (energie thermique via des mecanismes de dissipation anormaux faisant intervenir des interactions ondes-particules). Le but de ce memoire porte sur l'analyse d'une telle onde de choc non collisionnelle en regime supercritique et dans le domaine de propagation quasi-perpendiculaire definit par l'angle entre la normale au front d'onde et le champ magnetostatique amont, compris entre 45 et 90 degres. Etant donne la complexite des mecanismes d'interaction ondes-particules (macroscopiques et microscopiques) mis en jeu dans un tel plasma fortement non homogene, la simulation numerique se revele etre un outil de recherche particulierement precieux. Dans ce but, un code bi-dimensionnel, electromagnetique et particulaire (a la fois pour les ions et les electrons) est utilise. Trois desseins sont associes a cette demarche: 1) generaliser certains travaux anterieurs en s'affranchissant de leurs limites de validite; 2) realiser une comparaison plus realiste avec les resultats experimentaux recueillis a bord des satellites vela, isee-1 et -2, prognoz 8 et 10; 3) inclure de maniere auto-consistante un certain nombre d'effets dissipatifs relies a l'adjonction d'une seconde dimension spatiale. Une configuration astucieuse du champ magnetostatique permet d'inclure ou d'exclure les effets resistifs auto-consistants lies au declenchement d'instabilites de courants de champs croises (diamagnetique) dans le plan de simulation; ces effets sont en competition avec les effets visqueux permanents lies a la reflexion d'un certains pourcentage d'ions contre le front de choc: un bilan energetique peut ainsi etre etudie en detail, tant sur les electrons et les ions que pour les composantes de champ. Les principaux resultats sont: 1) une mise en evidence du caractere non stationnaire du front de choc au-dessus d'un angle critique, proche de 90; 2) l'identification de la source des effets resistifs (instabilite du mode hybride bas); 3) et le faible impact de ces effets resistifs sur la dynamique du choc et le chauffage des electrons; 4) la reconstitution auto-consistante des fonctions de distribution locales des electrons et des ions (en particulier distribution des electrons en plateau) en bon accord avec les donnees experimentales ainsi que l'identification des principaux mecanismes de generation; 5) la reconstitution du precurseur electromagnetique en amont du front en bon accord avec celui observe in-situ et; 6) la formation de faisceaux d'electrons et d'ions paralleles au champ magnetique en amont du choc pour des angles inferieurs a une valeur critique


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  • Annexes : 231 REF

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1991
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