Orateur : Simon Cabanes
Institut des Sciences de la Terre, Grenoble
Titre : "Contributions des fluctuations turbulentes au champ magnétique induit dans une expérience en sodium liquide"
Date et lieu : le Lundi 3 Novembre 2014 à 11h, IRPHE
Séminaire exceptionnel
Résumé : La Terre, le soleil et la plupart des objets astrophysiques produisent leur propre champ magnétique à partir des mouvements d’un fluide conducteur. Lorsque le coeur fluide de ces objets est soumis à une agitation suffisamment vigoureuse on observe un phénomène dit de dynamo où les mécanismes d’induction magnétique l’emportent sur les effets de dissipation ohmique. Il en résulte une dynamique complexe où un écoulement de grande échelle, à l’échelle planétaire, est en compétition avec des fluctuations turbulentes de petites échelles pour produire un champ magnétique de grande échelle. L’objectif de notre étude est de déterminer le rôle joué par les petites échelles turbulentes dans l’induction du champ magnétique moyen au sein du dispositif expérimental appelé Derviche Tourneur Sodium (DTS). Cette expérience en sodium liquide peut être vue comme un modèle à échelle réduite du noyau terrestre.
Ainsi nous utilisons de nombreuses mesures expérimentales afin d’obtenir simultanément une description spatiale de la force électromotrice associée aux fluctuations turbulentes et une carte de l’écoulement moyen par méthode inverse. Il en résulte qu’une majorité de l’induction magnétique observée peut être modélisée par l’écoulement de grande échelle et qu’il est possible de modéliser l’effet des petites échelles turbulentes par une forte réduction de la diffusivité magnétique. On appuie ces résultats par des simulations numériques de l’expérience. La réduction de la diffusivité magnétique effective par les fluctuations de petites échelles implique que les mouvements de turbulence peuvent favoriser l’auto-génération d’un champ magnétique de grande échelle et ainsi donner naissance à une dynamo. Notre étude constitue la première observation expérimentale d’un tel résultat.