Chocs dans l`héliosphère

Chocs dans l’héliosphère

Plan
• Principes de base
• Choc super-critique
• Différents types de chocs ; pré-chocs
• Chauffage des ions et fonctions de
distribution
• Calcul de la normale
• Relations de Rankine-Hugoniot
• Chocs interplanétaires

Chocs : origines
• Un choc est une discontinuité séparant 2 milieux dans 2
régimes différents
• Un choc se forme quand la vitesse de l’écoulement
excède la vitesse caractéristique du son / des ondes
MHD du milieu (soit par un processus explosif local, soit
par un objet/un écoulement se déplaçant plus vite que
cette vitesse caractéristique)
• Au niveau du choc les paramètres du plasma changent
brutalement pour s’ajuster aux conditions subsoniques
près de l’obstacle
• Un choc peut être considéré comme une onde non-
linéaire se propageant plus vite que le son / les ondes
MHD du milieu

Chocs : description MHD / cinétique
• Un choc est un processus non réversible car il induit une dissipation d’énergie
• L’énergie cinétique initiale est transfomée sous forme de chaleur (chauffage)
par friction (viscosité) / résistivité
• Comme le plasma est non-collisionnel, ces pseudo-viscosité / résistivité sont
induites par les modifications du champ électromagnétique qui modifie lui-
même les trajectoires de particules (viscosité / résistivité anormale ou
effective)
• Les modifications du champ électromagnétique sont dues à des instabilités
produites par un écart à l’équilibre des fonctions de distribution
• Les interactions ondes/particules jouent donc ici le rôle des collisions (concept
majeur en physique des milieux non-collisionnels)
• Une description MHD (temps longs/grandes distances) ne permet donc pas de
décrire la dissipation qui opère aux petites échelles
• Une description MHD permet cependant de décrire la transition entre les
grandeurs macroscopiques (densité, vitesse, température, champ magnétique)
des milieux amont et aval
• L’approche cinétique est nécessaire pour une analyse précise de la structure
fine du choc