Journée Des Doctorants - Laboratoire de Physique des Plasmas
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Journée Des Doctorants Laboratoire de Physique des Plasmas [LPP] [2ème Lina HADID année de thèse] DIRECTEURS DE THESE: Patrick CANU Fouad SAHRAOUI 2015/02/11 Sujet de Thèse: Etude de la turbulence et de sa dissipation dans l'environnement de Saturne à partir des données de la sonde Cassini Objectifs: 1. L’étude des propriétés de la turbulence dans la magnétogaine de Saturne (données Cassini) … 2. … Et la comparaison à celles dans l'environnement proche de la Terre (Données Cluster et Themis) 3. L’étude du rôle de la turbulence dans les mécanismes locaux de chauffage et d’accélération des particules du plasma Motivations: Observations détaillées de la turbulence planétaire autre que la Terre sont rares Les conditions du plasma autour de Saturne sont différentes de ceux autour de la Terre (plasma beta, nombre de mach, composition du plasma etc.…) Ce qui permet l’étude comparative L’utilisation des données Cassini pourrait suggérer l’optimisation des instruments à bord des missions futurs Contexte Etude de la Turbulence autour de la Terre Mesures in-Situ Vs. Magnetic & Electric Fields VDFs (e,p) fluid moments: n, V, T Contexte Etude de la Turbulence autour de Saturne Mercure MESSENGER BEPICOLUMBO d ~ 0.3 AU ne ~ 60 cm3 B ~ 25 nT ρi ~ 5 Km Terre THEMIS CLUSTER MMS d ~ 1 AU ne ~ 10 cm3 B ~ 10 nT ρi ~ 100 Km Jupiter GALILEO JUNO JUICE d ~ 5.2 AU ne ~ < 1 cm3 B ~ 2 nT Saturne CASSINI d ~ 9.5 AU ne ~ < 1 cm3 B ~ 0.5 nT ρi ~ 1000 Km Contexte La mission Cassini 2001 1997 Lancement de Cassini 1999 Survol [6 mois] de Jupiter Survol de Venus et de la Terre 2004 Arrivée de Cassini à Saturne 2017 Analyse de la structure interne de Saturne Contexte Observations in-situ dans la magnétogaine de Saturne MAG: Magnetomètre mesures continus à basses fréquences [DC,1Hz] Search Coils: Fluctuations du champ magnétiques à hautes fréquences [1Hz-20KHz] CAPS: Cassini Plasma Spectrometer Contexte Loi Universelle de 5/3: loi de Kolmogorov « Richardson cascade » Energie injectée Cascade d’énergie Energie dissipée Vs. Hydrodynamisme Vent Solaire Travaux: Analyse de données Etude des densités Spectrales f- - 0.49 f- - 2.59 f- - 0.75 Différence fondamentale avec le vent solaire: Absence de la loi de Kolmogorov. f- - 2.64 Travaux: Analyse de données Etude des densités Spectrales Travaux: Analyse de données Nature des fluctuations: Système Intermittent Log10 σ(τ) PDF (x,τ) Log10 σ(τ) PDF (x,τ) Système Self-similaire Travaux: Analyse de données Nature des fluctuations: Self-similaire ou Intermittente ? Choc Quasi Perpendiculaire Log10 σ(τ) PDF (x,τ) Log10 σ(τ) PDF (x,τ) Choc Quasi Parallèle δB τ(t)= B(t+τ)-B(t) PDFs des fluctuations du champ magnétique normalisé. S m(τ)= <|δB τ(t)|m > Functions de structures d’ordre m ζ(m) ~ m > Dépendance Linéaire: Signal self similaire PDFs avec des ailes Fluctuations Intermittente aux echelles sub-ioniques ~f-2.5 PDFs Gaussiens Fluctuations Self-similaire aux echelles MHD et sub-ioniques Dépendance nonlinéaire: Signal Intermittent Travaux: Analyse de données Etude des modes de propagations Fast Magnetosonic Kinetic Alfven Waves = � � 2 || 2 ��� Slow Magnetosonic Sahraoui et al. 2012 2005/03/17 03:00-08:00 MHD Scales fci Kinetic Scales • Nature Compressible des fluctuations aux échelles MHD et sub-ioniques. • Différent du cas du vent solaire ou les KAW Turbulence dominent [Kiyani et al.2013] Travaux: Analyse de données Modes Fast ou Slow? corrélations-croisées δB & n 2005/03/17 02:00-08:30 • Les Trous du champ magnétique coincident avec les bosses de la densité électronique. • < C(δB|| , δne) > = -0.26 <0 Dominance des modes lents compressionels Travaux: Analyse de données Calibration du SCM à Chambon la forêt 3. Re-calibration des données: Perspectives Soumettre le premier article. Elargir l’étude statistique et conclure sur les propriétés de la turbulence dans la magnétogaine Kronienne aux échelles MHD et sub-ioniques. Utilisation des données Themis et Cluster afin de comparer les magnétogaines terrestres et Kronienne. Utilisation des mesures du champ électrique. Utilisation des données Search-Coils afin d’étudier la turbulence aux échelles électronique.
