De nouveaux progrès dans le domaine des sciences planétaires
L'origine du champ magnétique de la Terre, de même que de la plupart des corps cosmiques, est attribuée au mouvement de fluides conducteurs. Si la théorie à la base des dynamos homogènes a été largement développée au cours des dernières décennies, ce n'est que récemment que l'on a tenté de vérifier au niveau expérimental l'auto-excitation du champ magnétique dans les fluides conducteurs. Les expériences effectuées dans l'installation de dynamo de Riga en novembre 1999 avaient à l'époque montré qu'un écoulement de métaux liquides en spirale dans un réservoir cylindrique pouvait générer un champ magnétique se développant lentement. La Commission Européenne a financé le projet MAGDYN avec pour principal objectif de moderniser et d'exploiter plus avant cette installation au travers d'une nouvelle série d'expériences sur la dynamo. Les expériences ont fait appel à des simulations numériques pour calculer l'écoulement des fluides et le champ magnétique induit, tant au cours de la phase de conception que pour l'analyse des données. Des partenaires du projet de l'université des technologies de Delft ont développé deux modèles numériques de la viscosité turbulente et de la tension de Reynolds résolvant les équations de magnétohydrodynamique au niveau de la géométrie expérimentale. Malgré toutes les approximations liées aux calculs informatiques, la comparaison des résultats expérimentaux avec les prévisions de simulation de quantités centrales a mis en évidence une correspondance satisfaisante. Une expérience de dynamo nouvelle génération à grande échelle qui pourrait fournir des informations extrêmement précieuses sur les dynamos planétaires est en train d'être conçue sur la base de ces résultats. Si l'effet de dynamo cinématique et le rôle des turbulences de haut niveau sur les conditions d'auto-excitation ont déjà été étudiés dans le cadre de l'expérience de Riga, certaines questions restent toutefois en suspens et doivent être examinées. Légende de la figure: Résultats des simulations numériques de la dynamo de Riga. Le nombre de Reynolds est égal à 3,5x10^6 et le nombre magnétique de Reynolds à 18. La figure illustre les distributions spatiales d'un champ magnétique croissant visualisé grâce à la combinaison d'iso-surfaces du champ magnétique axial (rouge = positif, bleu = négatif) avec des lignes de flux magnétiques (tubes gris).
