Journée de Dynamique Non Linéaire

10h30   Stéphan Fauve (Laboratoire de Physique Statistique, Ecole Normale Supérieure, Paris)
Les mécanismes à l'origine des champs magnétiques d'objets astrophysiques sont-ils observables dans des expériences de laboratoire ?

11h40   Dominique Escande (UMR 6633, CNRS Université de Provence)
Dynamo du reversed field pinch, un mécanisme simple dans son principe

Résumé du séminaire de S. Fauve

De nombreux objets astrophysiques possèdent un champ magnétique. Ce n'est qu'n 2000 que l'hypothèse émise par Larmor en 1919 relative à la création de ces champs magnétiques par le mouvement d'un fluide conducteur de l'électricité, a été vérifiée (expériences de Karlsruhe et de Riga). Cependant, les écoulements utilisés possèdent une géométrie très contrainte et sont donc différents des écoulements turbulents très développés qui existent dans les situations astrophysiques. On peut donc se demander si les mécanismes d'amplification du champ magnétique («dynamo laminaire» ou «dynamo turbulente») ainsi que les équilibres énergétiques conduisant à la saturation du champ magnétique engendré dans les expériences de laboratoire, ont des points communs avec les situations astrophysiques. Une expérience d'écoulement tourbillonnaire turbulent de sodium liquide a été réalisée au CEA Cadarache (DRN) en collaboration avec le CEA (DSM), l'ENS-Lyon et l'ENS-Paris. Elle permet d'étudier des régimes de magnétohydrodynamique turbulente jamais réalisés auparavant. Nous montrerons quelques mécanismes fondamentaux impliqués dans l'effet dynamo (génération d'une composante de champ magnétique par rotation différentielle, «effet alpha», expulsion d'un champ magnétique transverse par un tourbillon) et discuterons les mécanismes de saturation du champ magnétique ainsi que les propriétés statistiques des fluctuations magnétiques turbulentes.

Résumé du séminaire de D. Escande

Le reversed field pinch (RFP) est un système de confinement magnétique de la famille du tokamak. Son plasma est sujet à un phénomène d'auto-organisation magnétique qui provoque le renversement du champ magnétique toroïdal dans la zone externe du plasma. Le champ toroïdal interne est donc créé par des courants poloïdaux dans le plasma qui ne peuvent exister que grâce à un effet dynamo. Pendant longtemps le RFP a fonctionné dans un régime turbulent magnétiquement qui a accrédité l'idée d'une dynamo intrinsèquement turbulente dans cette machine. Or depuis une décennie les RFP ont de plus en plus produit des plasmas proches d'un état à hélicité unique prévu théoriquement où le champ magnétique est stationnaire. La dynamo y est due à un champ électrostatique E qui produit un champ de vitesse ExB/B^2. L'état traditionnel turbulent du RFP doit aussi incorporer une telle composante laminaire dans sa dynamo. Ceci pose la question de l'existence d'effets électrostatiques dans d'autres problèmes de dynamo.