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Fiche détaillée Thèses
Université d'Orléans (30/06/2008), Jean-Gabriel Trotignon (Dir.)
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Etude des émissions naturelles dans la plasmasphère, reliées à la gyrofréquence électronique, à l'aide de données de la mission multi satellite CLUSTER
Farida El-Lemdani Mazouz1

Cette thèse rassemble une série de travaux sur les émissions naturelles observées dans la partie externe de la plasmasphère terrestre par la mission multi-satellites CLUSTER, et plus précisément par l'instrument WHISPER. Parmi les émissions observées, citons les ondes électrostatiques électroniques observées entre deux gyrofréquences électroniques successives. Ces ondes sont couramment appelées (n+½)fce et sont aussi bien observées dans la magnétosphère terrestre que dans celles d'autres planètes magnétisées. Nous proposons une classification de toutes les émissions naturelles observées dans la plasmasphère, basée sur les caractéristiques spectrales déterminées lors d'études d'événements. Nous nous intéresserons ensuite aux les trois types principaux d'ondes rencontrées : émissions aux n(1.1)fce, aux (n+½)fce et aux nfce. Ces dernières, mises en évidence grâce à la bonne résolution de l'instrument WHISPER, n'avaient jamais été observées auparavant. Une étude systématique sur trois années de données (la période 2002 - 2004) a permis de localiser les différentes émissions observées en secteur MLT et en latitude magnétique. Par des études d'événements multi-satellites, et par l'étude statistique, nous avons pu mettre en évidence l'importance de la distance radiale à la plasmapause sur les caractéristiques (intensité, nombre d'harmoniques présentes) des émissions aux (n+½)fce observées. Pour quantifier cette distance à la plasmapause, nous avons défini un indicateur utilisant la valeur de la fréquence plasma, mesurée par l'instrument WHISPER, lors de la traversée de l'équateur magnétique. Nous avons aussi étudié l'influence de l'activité géomagnétique, à travers les variations des indices AE, Kp et Dst, sur les trois types d'ondes étudiés. En examinant les données de l'instrument PEACE de la missions CLUSTER, deux formes différentes de la fonction de distribution, dépendant de l'intensité des ondes aux (n+½)fce, ont été mises en évidence. Enfin, nous nous sommes familiarisés avec l'utilisation d'un code particulaire et avons retrouvé les modes propres du plasma prédits par la théorie linéaire.
1 :  LPCE - Laboratoire de physique et chimie de l'environnement
Magnétosphère terrestre – ondes électrostatiques électroniques – plasmasphère – CLUSTER

Study of the natural emissions in the plasmasphere, related to the electron gyrofrequency using CLUSTER multi satellites data
This dissertation gathers a series of investigations about natural emissions observed in the external part of the plasmasphere by CLUSTER multi satellite mission and more precisely by WHISPER instrument. Among the observed emissions, we can quote the electrostatic electron cyclotron harmonics, observed between two successive electron gyrofrequency. These waves are usually called (n+½)fce emissions, they are observed in Earth's magnetosphere as well as in the vicinity of other planets. We propose a classification of the natural emissions observed in the plasmasphère, based on spectral characteristics. We focus on three principal types of waves: emissions at n(1.1)fce, at (n+½)fce, and at nfce. The last ones have been highlighted thanks to the good resolution of WHISPER instrument, they had never been observed before. A systematic study over three years of data (from 2002 - 2004) permit the localisation of the different emissions observed in MLT sector, and with magnetic latitude. Using multi satellite event studies and statistical study, we show the importance of the radial distance to the plasmapause on the characteristics features (intensity, number of harmonics) of the emissions at (n+½)fce. To characterize this distance to the plasmapause we define a proxy using the value of the equatorial plasma frequency, fpeq, measured by WHISPER instrument. We also studied the influence of the geomagnetic activity, through the variations of indices AE, Kp and Dst, on the three types of emissions observed. Some signatures on the electron distribution function have been examined. Two distinct forms of this distribution function, related to the intensity of the emissions at (n+½)fce, are observed. Finally, we present preliminary results of numerical simulations using a particle code and we find the eigen modes of the plasma predicted by the linear theory.
Terrestrial magnetosphere – electron cyclotron harmonics waves – plasmasphere – CLUSTER