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Soboh Alqeeq a soutenu sa thèse "Processus de conversion d’énergie liés aux fronts de dipolarisation dans la queue géomagnétique"
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Le 21 décembre 2022, Soboh Alqeeq a soutenu sa thèse "Processus de conversion d’énergie liés aux fronts de dipolarisation dans la queue géomagnétique".
Résumé :
Des écoulements rapides de plasma ont été détectés depuis longtemps dans le côté nuit de la magnétosphère terrestre, la queue géomagnétique. Différents processus de formation tels que la reconnexion magnétique ou l’instabilité cinétique de ballonnement-interchange sont toujours étudiés. Lors de leur propagation vers la Terre, ces écoulements produisent une brusque augmentation de la composante nord du champ magnétique appelée front de dipolarisation (DF). Ces structures cinétiques contribuent de manière significative à la dissipation d’énergie dans la magnétosphère. Cette étude a pour but de mieux comprendre les processus de conversion d’énergie décrits par le terme J.E (J étant la densité de courant et E le champ électrique) qui se produisent au voisinage de ces fronts et à déterminer leur rôle dans le cycle global de l’énergie dans la magnétosphère. En utilisant les mesures in situ de la mission Magnétosphérique Multiscale, constituée de quatre satellites identiques évoluant dans une configuration tétraédrique et séparés à l’échelle des électrons, j’ai d’abord étudié les structures de densité de courant, les différents termes de la loi d’Ohm, et les processus de conversion d’énergie de 6 fronts. J’ai montré que les ions étaient découplés du champ magnétique principalement par l’effet du champ électrique de Hall mais que la contribution du gradient de pression électronique était aussi significative. Cela implique aussi que les électrons sont aussi découplés par leur propre gradient de pression au niveau du front. En ce qui concerne les processus de conversion d’énergie dans le référentiel du satellite, l’énergie est transférée des champs électromagnétiques au plasma en amont du front (région de dissipation ou de charge) alors qu’elle est transférée du plasma aux champs (région de dynamo ou de générateur) en aval. Cette inversion de la conversion d’énergie est causée par l’inversion du courant diamagnétique dominé par le gradient de pression des ions au niveau du front. Dans le référentiel fluide (électrons ou ions), l’énergie est transférée aux champs en raison du champ électrique associé au gradient de pression électronique ce qui pourrait contribuer au ralentissement de l’écoulement. De plus, il est montré que les processus de conversion d’énergie ne sont pas homogènes à l’échelle électronique principalement en raison des variations du champ électrique. Ces résultats d’études de cas ont été étendus grâce à une étude statistique réalisée sur l’ensemble de la saison 2017 durant laquelle MMS était localisée dans la queue géomagnétique. A partir de cette étude, il s’avère que deux classes de DF peuvent être distinguées. La classe I (74,4%) correspond aux propriétés standards des DF et à une dissipation d’énergie. La classe II (25,6%), qui est nouvelle, inclut les 6 DF précédemment discutés et correspond à une bosse du champ magnétique associée à un minimum des pressions ionique et électronique et à une inversion du processus de conversion d’énergie (dissipation puis dynamo). L’origine possible de cette deuxième classe est discutée. Pour les deux classes de DF, il est montré que le processus de conversion d’énergie dans le réferentiel du satellite est gouverné par le courant diamagnétique dominé par le gradient de pression des ions. Dans le référentiel fluide, il est lié au gradient de pression des électrons.
Jury :
Karine Issautier, Directrice de recherche, CNRS-Observatoire de Paris Présidente
Claire Foullon, Senior Lecturer, University of Exeter, UK Rapporteure
Thierry Passot, Directeur de recherche, CNRS-Observatoire de la Côte d’Azur Rapporteur
Cecilia Norgren, Researcher, University of Bergen, Norway Examinatrice
Christian Jacquey, Astronome, Observatoire Midi-Pyrénées et Université Toulouse III Examinateur
Suleiman Baraka, Researcher, University of Alberta, Canada Examinateur
Patrick Canu, Directeur de recherche, CNRS-LPP Directeur de thèse
Olivier Le Contel, Chargé de recherche (HDR), CNRS-LPP Co-directeur de thèse
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