Titre de la thèse
Instabilités magnéto-hydrodynamiques dans les régions radiatives stellaires.
Composition du jury
- Marie-Christine ANGONIN (Professeure des universités, LTE) : Examinatrice
- Laurence REZEAU (Professeure des universités, LPP) : Examinatrice
- Geoffroy LESUR (Directeur de recherche, IPAG) : Rapporteur
- François LIGNIERES (Directeur de recherche, IRAP) : Rapporteur
- Ludovic PETITDEMANGE (Directeur de recherche, LIRA) : Directeur de thèse
- Kevin BELKACEM (Chargé de recherche, LIRA) : Co-directeur de thèse
- Anna GUSEVA (Profesora Lectora, UPC) : Invitée
Résumé
Les récentes observations fournies par les missions Kepler et CoRoT ont révélé que notre compréhension de l’évolution des intérieurs stellaires reste incomplète. En particulier, les mécanismes à l’origine du transport de moment cinétique des régions internes vers les régions externes restent mal identifiés.
Les travaux réalisés dans cette thèse sont dédiés à l’étude du développement d’instabilités magnéto-hydrodynamiques (MHD) dans les régions radiatives. Celles-ci peuvent se développer lorsque le cisaillement ou le gradient magnétique est suffisamment important. Leur amplification pourrait être à l’origine d’une turbulence capable de transporter efficacement du moment cinétique dans ces régions particulièrement stables.
Trois instabilités sont présentées : l’instabilité GSF (centrifuge), l’instabilité magnéto-rotationnelle (MRI, champ faible et cisaillement) et l’instabilité de Tayler (déformation d’un champ magnétique toroïdal). Leur développement linéaire est analysé via une approche locale et une approche globale, et leur développement non linéaire à l’aide de simulations numériques directes (DNS).
Ces travaux ont notamment mis en évidence l’existence d’un régime magnéto-stratifié, où la stratification et la tension magnétique modifient les propriétés de chacune des instabilités. Les modes GSF sont stabilisés, les modes MRI ralentis, tandis que de nouveaux modes de Tayler, propres aux régions stratifiées, émergent. Ces résultats sont validés par une analyse de stabilité globale, permettant d’identifier la structure des modes dans un écoulement, et ainsi leur localisation. L’application de ces résultats à des modèles d’intérieurs de sous-géantes et de jeunes géantes rouges révèle de nombreuses configurations propices au développement de ces instabilités. Enfin, de premiers résultats issus de simulations numériques sont présentés pour évaluer leur impact sur la dynamique des régions internes.
