Contribution à l'élaboration de modèles de référence des ceintures de radiation de la Terre

par Arnaud Masclet

Thèse de doctorat en Géophysique externe

Sous la direction de Daniel Boscher.

Soutenue en 2002

à École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007) .

mots clés

• Indices géomagnétiques
• Magnétosphère
• Van Allen, Ceinture de
• Électrons
• Cycle solaire
• Orages magnétiques
• Satellites artificiels

Résumé

La connaissance de l'environnement spatial en particules chargées est importante pour diminuer les risques d'anomalies. Des travaux antérieurs ont mené a l'élaboration d'un programme de calcul axisymétrique des ceintures de radiation, permettant de comprendre l’état moyen ainsi que l'évolution lente des populations de particules piégées. Ce code a été ensuite étendu au cas non symétrique pour mieux comprendre le transport des particules durant les orages magnétosphériques. Cette thèse s‘inscrit dans un projet de modèle de référence des ceintures de radiation terrestres, orienté vers les utilisateurs. L’étude porte essentiellement sur les électrons, qui sont responsables du risque de décharge électrostatique. Nous avons commencé par une présentation des modèles existants. Puis nous avons établi un modèle moyen de flux d’électrons au niveau de l’orbite géostationnaire sur deux cycles solaires complets. Nous avons ensuite étudié les cas pires en géostationnaire. Nous avons retrouvé statistiquement les valeurs moyennes de différents paramètres clés pendant ces cas pires, et nous avons montré que pendant les évènements, les flux des électrons de haute énergie augmentent de manière graduelle sur une échelle de quelques dizaines d’heures. Cette augmentation graduelle s’observe également sur les orbites des satellites GPS, et s’explique par l’accélération progressive des électrons.

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